Venus Atmospheric Maneuverable Platform ( VAMP ) es un concepto de misión de las compañías aeroespaciales Northrop Grumman y LGarde para un avión inflable semi-flotante, de larga duración y propulsado que exploraría la atmósfera superior del planeta Venus en busca de biofirmas [1] [2] también. como realizar mediciones atmosféricas. El avión inflable tiene una forma trapezoidal que a veces se llama ala delta o ala volante , y tendría dos hélices de accionamiento eléctrico que se guardarían durante la entrada atmosférica.
Se propone lanzar la aeronave como carga útil secundaria en otra misión espacial a Venus, probablemente en Venera-D de Rusia en 2029. Durante el día, VAMP podría realizar mediciones científicas continuas, mientras que por la noche el vehículo descendería a 50 km. altitud donde sería totalmente flotante, permanecería en un estado de menor potencia y aún realizar modestas mediciones científicas a la altitud de flotación. La capa de nubes más baja de Venus, ubicada entre 47,5 y 50,5 km de altitud, es ácida, pero algunos astrobiólogos la consideran un objetivo de exploración debido a las condiciones favorables para la vida microbiana, incluidas temperaturas y presiones moderadas (∼60 ° C y 1 atm). [3]
Descripción general
Conductor científico
La habitabilidad de las nubes de Venus ha sido un tema de discusión desde que los científicos Harold Morowitz y Carl Sagan especularon sobre ella en 1967. [3] Desde entonces, estudios posteriores han destacado el potencial de habitabilidad microbiana en las capas de nubes de Venus debido a factores químicos y físicos favorables. condiciones, incluida la presencia de compuestos de azufre, dióxido de carbono (CO 2 ), agua y temperaturas moderadas (0–60 ° C) y presiones (∼0,4–2 atm). Sin embargo, se sabe que las condiciones de la superficie del planeta son inhóspitas, con temperaturas superiores a 450 ° C (860 ° F). [4]
Las imágenes ultravioleta (UV) de Venus revelan áreas localizadas a la altura de las nubes que provocan una absorción entre 330 y 500 nm. Los contrastes UV de Venus se observaron por primera vez en fotografías terrestres en 1928 y posteriormente se midieron por polarimetría terrestre en 1974, espectroscopía en 1978 y por naves espaciales desde 2008. [3] A pesar de las investigaciones de naves espaciales desde la órbita de Venus Express , Akatsuki y MESSENGER , y las observaciones espectroscópicas de las sondas de entrada Venera ( programa Venera ) muestran que los parches oscuros están compuestos de ácido sulfúrico concentrado y otras partículas absorbentes de luz desconocidas, pero las propiedades químicas y físicas de estos contrastes aún se desconocen. [3] [4]
Dado que algunos modelos sugieren que Venus tuvo una vez un clima habitable con agua líquida en su superficie durante hasta 2 mil millones de años, algunos científicos especulan que estas características de absorción podrían ser causadas por grandes masas de microorganismos suspendidos en la capa de nubes inferior, [ 3] [4] [5] [6] e hipotéticamente prosperan con el metabolismo centrado en el hierro y el azufre . [3] En la Tierra, algunas bacterias extremófilas pueden prosperar en condiciones muy ácidas, pueden alimentarse de dióxido de carbono y excretar ácido sulfúrico. [4]
Aeronave
Parámetros preliminares | Unidades [7] [8] |
---|---|
Envergadura | |
Largo | |
Masa | |
Masa de carga útil | |
Volumen de carga útil | |
Energía de matriz solar | |
Gas de flotabilidad | |
Velocidad máxima | |
Propulsión | Diámetro: 2,93 m (96 ") cada una 2 palas cada una Empuje: 90 - 100 lbf |
Piel | Calefacción de entrada: tejido Nextel y laminado Pyrogel Ácido sulfúrico y calor solar: Teflón PFA-AI-Vectran |
El concepto Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP) comenzó en 2012 a través de una colaboración entre las empresas aeroespaciales Northrop Grumman y LGarde , y consiste en una aeronave inflable semi-flotante con una carga útil científica que puede realizar mediciones in situ de la atmósfera de Venus. [9] La aeronave es escalable; la versión más pequeña tendría una envergadura de 6 my una masa de 90 kg, incluidos los instrumentos; [10] una de tamaño mediano tendría 30 m de envergadura y 450 kg de masa, mientras que la versión a gran escala tiene una envergadura de 55 my una masa de 900 kg. [10]
VAMP sería desplegado en el espacio por la nave nodriza en órbita, se inflaría y volaría a la atmósfera de Venus sin un aeroshell. [11] [12] La aeronave tendría una flotabilidad del 10% y podría navegar a 110 km / h cuando se usara propulsión y, por lo tanto, proporcionaría un 90% de sustentación. [13] La fuente de energía serían los paneles solares y las baterías. [12] [13]
Cuando no está propulsada, la aeronave se hunde a una altitud de ≈55 km sobre el suelo, donde alcanza el 100% de flotabilidad. [13] [9] Un vehículo flotante pasivamente también simplifica las operaciones nocturnas, así como los procedimientos de recuperación en modo seguro . [13] La aeronave podría operar desde varios meses hasta un año, [14] y debe ser apoyada por un satélite de retransmisión de comunicaciones en órbita para un control interactivo, pero no en tiempo real. [13] VAMP volaría a altitudes entre 50 y 65 km [14] y cubriría una amplia gama de latitudes y todas las longitudes. [13] Hay una investigación en curso sobre la forma de la aeronave, su despliegue y la resistencia de diferentes membranas envolventes al ambiente químico (ácido) y térmico de Venus. [13] [15] [16] El equipo también está evaluando el uso de una forma lenticular que simplificaría significativamente el empaque, la secuencia de despliegue y la masa estructural, pero no navegaría de manera tan eficiente. [13]
El concepto del vehículo también se presentó en mayo de 2017 como una prueba de concepto para la exploración de otros planetas y lunas del Sistema Solar con atmósfera. [12] [17]
Carga útil de la ciencia
El concepto preliminar de 2013 prevé un conjunto de instrumentos que la NASA denomina 'Misión de referencia de diseño de buque insignia de Venus' para un globo. Su masa se estima en 20 kg y requeriría 50 W de energía eléctrica para funcionar. [13] Los instrumentos teóricos consisten en: [7]
- Cámaras
- Espectrómetro de gas noble
- Espectrómetro ultravioleta
- Estación meteorológica
- Reflexión total atenuada
- Cromatógrafo de gases / espectrómetro de masas (GC / MS)
- Nefilómetro de polarización
- Anemómetro ultrasónico 3D
- Sensor de campo eléctrico
- Microscopio optico
Misiones potenciales
- Venera-D
Hay discusiones en curso sobre la posible participación de la NASA en la misión Venera-D de Rusia , programada para fines de la década de 2020. En 2014, los científicos rusos preguntaron a la NASA si estarían interesados en colaborar con algunos instrumentos para la misión. [18] [19] Bajo esta colaboración, Venera-D podría incorporar algunos componentes estadounidenses, incluidos globos, un subsatélite, una estación de superficie de larga duración (24 horas) o una plataforma aérea maniobrable. [4] [18] [20] Toda posible colaboración aún está en discusión. [4] [18] [19]
Los ingenieros que trabajan en el concepto VAMP afirman que la aeronave es escalable, por lo que una versión de "tamaño mediano" podría volar en la misión Venera-D. Esta versión tendría una envergadura de 30 my una masa de 450 kg, incluidos los instrumentos. [10]
- Programa Nuevas Fronteras
Northrop Grumman también planea participar en la competencia del programa New Frontiers de la NASA . [21] Si se selecciona, se le podría otorgar hasta mil millones de dólares para la maduración, el desarrollo, el lanzamiento y las operaciones del diseño. [15] Sin embargo, los expertos han señalado que, según lo propuesto, VAMP no puede responder todas las preguntas clave requeridas por la hoja de ruta científica de 2014 del Venus Exploration Analysis Group (VEXAG), contratada por la NASA, y faltarían mediciones de superficie y mediciones de la interacción de la superficie. con el ambiente. [15]
Ver también
- Aerobot
- Atmósfera de Venus
- Vida en Venus
- Observaciones y exploraciones de Venus
Referencias
- ^ Los astrónomos reflexionan sobre la posible vida a la deriva en las nubes de Venus . Deborah Byrd, Tierra y cielo . 31 de marzo de 2018.
- ^ Los científicos exploran la posibilidad de vida oculta dentro de las nubes de Venus . Kritine Moore, El Inquisitr . El 1 de abril de 2018.
- ↑ a b c d e f Sanjay S. Limaye, Rakesh Mogul, David J. Smith, Arif H. Ansari, Grzegorz P. Słowik, Parag Vaishampayan. Firmas espectrales de Venus y el potencial de vida en las nubes. Astrobiología , 2018; doi : 10.1089 / ast.2017.1783
- ↑ a b c d e f Devitt, Terry (30 de marzo de 2018). "¿Hay vida a la deriva en las nubes de Venus?" . Science Daily .
- ^ "Venus podría ser un refugio para la vida" . ABC Noticias. 2002-09-28. Archivado desde el original el 14 de agosto de 2009.
- ^ Clark, Stuart (26 de septiembre de 2002). "Las nubes ácidas de Venus podrían albergar vida" . Nuevo científico .
- ^ a b Parámetros clave del vehículo de VAMP : a partir de marzo de 2015. Northrop Grumman. (PDF)
- ^ Características y ventajas de los vehículos aéreos de VAMP - a partir de marzo de 2015. Northrop Grumman. (PDF)
- ^ a b Wall, Mike (3 de marzo de 2014). "Tecnología increíble: aviones inflables podrían cruzar los cielos de Venus" . Space.com .
- ^ a b c Plataforma maniobrable atmosférica de Venus (VAMP): trabajo futuro y escala para una misión . (PDF). S. Warwick, F. Ross, D. Sokol. 15a Reunión del Grupo de Análisis de Exploración de Venus (VEXAG) 2017.
- ^ Un enfoque único para estudiar la atmósfera de Venus: desarrollo tecnológico para la plataforma maniobrable atmosférica de Venus (VAMP) . Samuele, Rocco; Lee, Greg; Sokol, Daniel; Polidan, Ron; Griffin, Kristen; Bolisay, Linden; Michi, Yuki; Barnes, Nathan. Northrop Grumman Corporation . Sociedad Astronómica Estadounidense, reunión # 46 del DPS, id. 416.03; Noviembre de 2014.
- ^ a b c Publicación de fotos de VAMP . Northrop Grumman. 15 de mayo de 2015.
- ^ a b c d e f g h i Plataforma maniobrable atmosférica de Venus (VAMP): un concepto para una aeronave de larga duración en Venus. (PDF). Kristen Griffin, Ron Polidan, Daniel Sokol, Dean Dailey, Greg Lee, Steve Warwick, Nathan Barnes, Linden Bolisay, Billy Derbes, Yuki Michii, Art Palisoc. Northrop Grumman Corporation y LGarde . 2013.
- ^ a b Misión científica de la plataforma maniobrable atmosférica de Venus . Northtrop Grumman Corp. Sociedad Astronómica Estadounidense , reunión del DPS # 47, id. 217.03; Noviembre de 2015.
- ^ a b c Leone, Dan (11 de mayo de 2015). "Avión de Venus empujado para la próxima misión de la NASA Next Frontiers" . Noticias espaciales .
- ^ Northrop Grumman comienza la prueba del VAMP, su dron venusino . Alain Clapaud, 4eRevolution . 18 de febrero de 2016. [ enlace muerto ]
- ^ Plataforma maniobrable atmosférica de Venus (VAMP) -Conceptos de Pathfinder . Lee, G .; Warwick, S .; Ross, F .; Sokol, D. Taller de modelado de Venus, celebrado del 9 al 11 de mayo de 2017 en Cleveland, Ohio. Contribución de LPI No. 2022, id.8006; Mayo de 2017.
- ^ a b c Wall, Mike (17 de enero de 2017). "Rusia, Estados Unidos reflexionando sobre la misión conjunta a Venus" . Espacio . Consultado el 29 de octubre de 2017 .
- ^ a b NASA estudia los objetivos científicos compartidos de Venus con el Instituto de Investigación Espacial Ruso . NASA. 10 de marzo de 2017
- ^ Senske, D .; Zasova, L. (31 de enero de 2017). "Venera-D: Ampliando nuestro horizonte de clima y geología del planeta terrestre a través de la exploración integral de Venus" (PDF) . NASA .
- ^ Sharkey, Jim (18 de mayo de 2015). "El avión inflable de Venus puede competir por la próxima misión de la NASA New Frontiers" . Insider de vuelos espaciales .
enlaces externos
- Sitio web de inicio de VAMP en Northrop Grumman