Концепт новой миссии по исследованию атмосферы Венеры в двух шагах от завершения

Лёгкие платформы в форме листьев смогут собирать данные по всей атмосфере Венеры

Атмосфера Венеры в последнее время привлекает всё больше внимания благодаря обнаружению фосфина в её облаках, что указывает на потенциальные биологические источники. Это привело к многочисленным предложениям миссий, включая запуск воздушного шара или сбор атмосферных образцов космическим аппаратом. Однако группа инженеров под руководством Джеффри Балцерски (Jeffrey Balcerski), ныне адъюнкт-исследователя в Университете штата Кент, а ранее — сотрудника Аэрокосмического института Огайо, предложила другую идею — использовать плавающие сенсорные платформы в форме листьев для сбора данных по всей атмосфере Венеры.

Проект LEAVES (Lofted Environmental and Atmospheric Venus Sensors) получил финансирование от программы Института передовых концепций (NIAC) NASA ещё в 2018 году. Концепция миссии достаточно проста: разработать лёгкие платформы с большой площадью поверхности, оснастить их несколькими недорогими и лёгкими датчиками, отсоединить их от базового космического аппарата, выходящего на орбиту вокруг Венеры, и позволить этим платформам «плыть» по атмосфере Венеры в течение нескольких часов, постоянно отправляя на базовый корабль данные об атмосфере, химических веществах и температуре.

Для реализации этой идеи необходимы несколько технологий. Первая — лёгкая, но прочная и развёртываемая конструкция, способная поддерживать платформу датчиков и выдерживать экстремальные условия Венеры. Проектирование этой конструкции требовало понимания ожидаемого времени полёта, требований геолокации и необходимости отслеживания системы орбитальным радаром для связи с материнским зондом. Полученная конструкция напоминает знаменитую перевёрнутую пирамиду в Лувре.

Внутри этой структуры находится вторая вспомогательная технология — датчики, разработанные для работы в экстремальных условиях Венеры. Химические, датчики давления и электрические датчики прошли обширную разработку за последние несколько лет, и некоторые из них приближаются к готовности к использованию на Венере. Они также лёгкие, что позволяет конструкции медленно опускаться, что необходимо для выполнения целей миссии.

Получив грант NIAC Phase I, команда под руководством доктора Балцерски приступила к моделированию структуры LEAVES и проектированию миссии. Они быстро поняли, что методология доставки и малый вес системы будут иметь решающее значение для будущих миссий. Таким образом, они смоделировали размещение серии из более чем 100 конструкций LEAVES по всей атмосфере Венеры, каждый из которых будет связан с материнским зондом, который выпустит их в рамках своего орбитального манёвра.

Команда также предположила, что несколько запланированных миссий на Венеру, таких как DaVINCI, могли бы легко взять LEAVES в качестве вторичной полезной нагрузки без риска для успеха миссии или времени безотказной работы, поскольку LEAVES в итоге «утонут» и будут уничтожены нижней атмосферой Венеры в течение нескольких часов.

Но эти часы данных, переданные на материнский зонд, а затем на Землю, могли бы дать бесценную информацию о работе атмосферы Венеры. LEAVES сможет достигать широкого диапазона высот — по оценкам, он будет работать на высоте от 100 до 30 километров. Этот проект позволил бы получить более полную картину венерианской атмосферы, чем другие проекты миссий, которые захватывали бы только небольшой вертикальный срез атмосферы.

Учитывая потенциальное влияние того, что мы можем найти в атмосфере Венеры, любые проекты миссий, которые позволят захватить большой объём информации, приветствуемы. Доктор Балцерски и его коллеги считают, что они продвинули концепцию LEAVES до уровня технологической готовности 3-4 [Уровень технологической готовности (Technology Readiness Level, TRL) — это система оценки степени зрелости технологий, разработанная NASA. Она состоит из 9 уровней. На 3-4 уровнях технология ещё не готова к полномасштабному производству или эксплуатации, но уже продемонстрировала работоспособность в лабораторных условиях. Следующие уровни TRL будут связаны с проверкой технологии в условиях, приближенных к реальным, и её интеграцией в системы или продукты]. Однако авторы ещё не получили дальнейшей поддержки для LEAVES, и разработка, похоже, временно приостановлена. Но, учитывая растущий интерес к исследованию атмосферы Венеры, возможно, пришло время снова взглянуть на этот лёгкий и недорогой способ.