Với tất cả các nhiệm vụ quỹ đạo tại các hành tinh khác nhau trong hệ mặt trời của chúng ta, các nhà khoa học đã có thể thu thập được một lượng dữ liệu đáng kinh ngạc để giúp chúng ta hiểu về thế giới láng giềng của chúng ta. Nhưng hãy tưởng tượng một nhiệm vụ có thể bay thấp hơn độ cao quỹ đạo - thực sự là bay trong bầu không khí của một hành tinh khác và gần bề mặt hơn - và tưởng tượng dữ liệu có thể chi tiết hơn bao nhiêu. Loại nhiệm vụ này sẽ đặc biệt hữu ích trên Sao Kim, nơi sức nóng dữ dội và áp suất không khí ở bề mặt về cơ bản ngăn cản sự thành công của bất kỳ loại nhiệm vụ đổ bộ nào. Vì vậy, năm ngoái, khi NASA thành lập Nhóm Định nghĩa Khoa học và Công nghệ (STDT) để nghiên cứu khái niệm sứ mệnh hàng đầu đến Sao Kim, chờ đợi trong đôi cánh là Tiến sĩ Geoffrey Landis. Trong nhiều năm qua, Landis và một nhóm các nhà khoa học và kỹ sư từ Trung tâm nghiên cứu NASA Gl Glenn đã nghiên cứu về khái niệm máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời tại Sao Kim. Landis cho biết một chiếc máy bay nhỏ chạy bằng năng lượng mặt trời có thể bay liên tục trong bầu khí quyển Venus, và sẽ là phương tiện lý tưởng để thu thập dữ liệu trên cả bầu khí quyển và bề mặt hành tinh, với khả năng cơ động ở hầu hết mọi nơi.
Hiện tại, có rất nhiều người quan tâm đến sao Kim, Landis nói. Gần đây, chúng tôi đã nhìn vào Sao Hỏa khá nhiều và trong một số trường hợp, Sao Hỏa là người sinh đôi của Trái đất, nhưng theo nhiều cách khác, Sao Kim là người sinh đôi của Trái đất. Vì vậy, chúng ta học được nhiều điều về Trái đất bằng cách nghiên cứu Sao Kim.
Một chiếc máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời đã là mối quan tâm lâu dài của Landis. Tôi đã dành rất nhiều thời gian trong việc chế tạo máy bay mô hình đại học, vì vậy ý tưởng lái máy bay trên Sao Kim nghe có vẻ rất thú vị đối với tôi, anh nói.
Từ năm 2000, Landis và nhóm của ông đã nghiên cứu khái niệm này và Landis gần đây đã trình bày những phát hiện của họ cho NASA STDT cho Sao Kim. Tôi đã cố gắng để khơi dậy sự nhiệt tình cho những việc chúng tôi đã làm, anh ấy nói. Công việc chính mà nhóm đã thực hiện cho đến nay là tập trung vào chính chiếc máy bay, xác minh rằng khái niệm này thực sự sẽ hoạt động.
Land Chúng tôi đã thực hiện một nghiên cứu thiết kế kỹ lưỡng để xác định xem có bất kỳ showstop nào hay không, Landis nói. Chúng tôi không thể nghĩ rằng có. Chúng tôi nghĩ rằng đó là một dự án rất khả thi.
Chiếc máy bay sẽ phải gập lại để lắp bên trong một chiếc aeroshell nhỏ cho một nhiệm vụ khoa học của lớp Discovery Discovery. Sau khi đến Sao Kim, tàu sẽ triển khai từ aeroshell, mở ra và bắt đầu lướt qua bầu khí quyển. Với pin mặt trời bao phủ toàn bộ bề mặt, máy bay sẽ bay nghiêm ngặt bằng năng lượng mặt trời, không cần nhiên liệu. Nhóm nghiên cứu đã đưa ra một thiết kế có thể gập lại có sải cánh dài 9 mét và chiều dài chỉ dưới 7 mét.
Đáng ngạc nhiên, mật độ của bầu khí quyển Sao Kim nên là một vấn đề đối với một nhiệm vụ máy bay mặt trời. Landis Ở độ cao chúng ta sẽ bay, nó sẽ giống như bay ở độ cao vừa phải trên Trái đất, Landis nói. Venus Venus thực sự là một hành tinh rất dễ bay. Thật thú vị, vấn đề trên sao Kim là gió. Hóa ra nó là một hành tinh rất gió và chúng ta muốn có thể giữ cho máy bay mặt trời của chúng ta bay dưới mặt trời, vì vậy chúng ta phải bay nhanh hơn gió để chúng ta có thể ở dưới ánh sáng mặt trời. Nếu chúng ta có thể làm điều đó, về cơ bản chúng ta có thể bay mãi mãi.
Chiếc máy bay sẽ phải có khả năng duy trì chuyến bay ở tốc độ gió hoặc cao hơn tốc độ gió, khoảng 95 m / giây ở cấp độ trên đỉnh mây, cao hơn 65 đến 75 km so với bề mặt. Để thám hiểm ở độ cao thấp hơn, máy bay có thể lướt xuống trong khoảng thời gian vài giờ và sau đó leo trở lại độ cao cao hơn, cho phép các lớp mây được thăm dò. Nhưng máy bay sẽ phải ở trong ánh sáng mặt trời trong phần lớn thời gian. Phân tích của nhóm về một chuyến bay sử dụng bộ lưu trữ pin cho thấy họ sẽ làm việc để giữ cho máy bay luôn hoạt động bằng năng lượng pin trong suốt hành trình xuyên qua phía đêm của hành tinh.
Theo như khoa học có thể lượm lặt được từ một chiếc máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời tại Sao Kim, nhóm Landis, chủ yếu đã hình dung ra một nhiệm vụ nghiên cứu bầu khí quyển Sao Kim. Tuy nhiên, họ cũng đã xem xét việc sử dụng nó cho nhiệm vụ radar, và đặc biệt nếu có thể sử dụng hai máy bay, một người có thể là máy phát và người nhận khác để thực hiện cái gọi là radar bistatic radar, nơi bạn thay đổi góc giữa truyền và người nhận để cung cấp thêm thông tin về hành tinh. Nhưng chủ yếu, một chiếc máy bay bay gần bề mặt hơn so với tàu vũ trụ quay quanh, để thu thập thông tin chi tiết hơn về hành tinh này.
Trọng tâm hiện tại của nhóm Landis Cảnh đã quyết định loại khoa học nào có thể được thực hiện và làm thế nào nó có thể đạt được tốt nhất. Những gì chúng tôi đã làm gần đây chỉ là nghiên cứu về sao Kim và tự hỏi bản thân mình, chúng tôi muốn làm gì, Landis nói. Một chiếc máy bay là điều đúng đắn? Chúng tôi cũng đã nhìn vào khí cầu. Bạn có thể thực hiện một chuyến bay zeppelin tại hành tinh sao Kim, có cả ưu điểm và nhược điểm so với máy bay, vì vậy chúng tôi tự hỏi mình, chúng ta muốn bay ở độ cao nào trên mây - trên, dưới hoặc trên mây - và khoa học chúng ta có thể làm gì? Phần rất khó trên sao Kim đang bay thấp. Nó rất dễ bay cao, nhưng bạn càng bay thấp, khoa học bạn có thể thực hiện càng tốt. Nhưng bay thấp sẽ khó khăn.
Thật thú vị, năm ngoái, các sinh viên từ Đại học Boston cũng đã thực hiện một nghiên cứu thiết kế máy bay mặt trời tại Sao Kim và họ đã xem xét thiết kế mà nhóm Landisật đã đưa ra. Các sinh viên BU cũng kết luận như nhiệm vụ là khá khả thi. Họ nhìn vào thiết kế máy bay cơ bản: Bạn thực sự có thể bay trên Sao Kim không? Chúng tôi đã xem xét những thứ như, bạn có thể gấp nó lại thành aeroshell không, và nó sẽ được triển khai như thế nào, v.v., Land Landis nói. Chúng tôi thấy nghiên cứu thứ hai này là một kiểm tra vệ sinh rất hữu ích cho chúng tôi, rằng một nhóm người độc lập đã xem xét ý tưởng của chúng tôi và nói rằng không, đây không phải là câu hỏi.
Vì vậy, khi nào một nhiệm vụ máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời có thể sẵn sàng bay qua Sao Kim? Camis phụ thuộc vào mức độ khó của nhiệm vụ mà bạn muốn thực hiện, Landis nói. Nếu bạn đang thực hiện một nhiệm vụ máy bay mặt trời đơn giản, chúng tôi đã chỉ ra rằng không có bất kỳ trình diễn công nghệ nào trong máy bay, vì vậy tôi nghĩ rằng đó là một điều gì đó chúng ta có thể làm trong thời gian tới, trong thập kỷ tới. Nhưng nhiệm vụ mà bạn quan tâm càng khó khăn hơn, hãy nói rằng nếu bạn thích bay thấp hoặc ở vùng cực, những nơi khó bay hơn, chúng ta phải lùi lại và suy nghĩ xem loại phương tiện chính xác là gì sẽ là.
Bài viết này thảo luận thêm thông tin về Máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời Venus
