Как долго продержится дирижабль в атмосфере Венеры на высоте 65 км?

Это был бы тот же дирижабль на Земле, за исключением некоторых модификаций, таких как антикоррозийное покрытие. Дирижабль будет использовать гелий в качестве газа, чтобы держать его в воздухе. Будет ли это длиться достаточно долго, чтобы быть полезным?

Ответы (1)

На данный момент у нас есть только два реальных примера воздушных шаров, запущенных в атмосферу Венеры, два воздушных шара программы Vega, выпущенных в июне 1985 года. Они были идентичны по конструкции: наполненные гелием воздушные шары диаметром 3,4 м, изготовленные из тефлоновой ткани, покрытой тефлоновой пленкой, каждый с гондола подвешена на тросе длиной 13 м. Подробнее о них можно прочитать на страницах Центра космических полетов имени Годдарда: « Вега-1 » и « Вега-2 » .

Оба выпущенных в приэкваториальные широты на ночную сторону Венеры, шар Вега-1 проработал 46 часов 32 минуты и преодолел расстояние 11 600 км, из которых 3 100 км — на дневной стороне Венеры. Vega 2 Balloon, выпущенный через 4 земных дня, был активен примерно 60 часов (на странице GSFC указано то же время окончательной передачи, что и для Vega 1 Balloon, но это, похоже, ошибка) и преодолел в общей сложности 11 100 км, 3700 км что на дневной стороне. Оба их пути на запад отслеживались 20 наземными радарами с использованием метода интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI):

   Схема траекторий двух воздушных шаров Vega

   Схема траекторий движения двух воздушных шаров Vega в атмосфере Венеры. Источник: Проект воздушного шара Венеры (PDF)

Неясно, как долго просуществовали сами воздушные шары, поскольку для РСДБ требуется радиоисточник, который размещался в гондолах воздушных шаров, но мы знаем, что оба поддерживали среднюю высоту полета от 53 до 54 км с колебаниями ~ 3 км (вероятно, из-за подветренной стороны ). волны ) и стабильная широта, среднее давление окружающей среды 535 мбар (0,53 атм) и диапазон температур от 300 до 316 Кельвинов (~ 27 до 43 ° C).

Итак, мы знаем, что относительно стабильный полет аэростатных дирижаблей возможен на Венере на высотах в пределах слоев сернокислотных облаков и над большинством из них, и этот полет может длиться в течение нескольких дней с использованием более чем 30-летней технологии и конструкции, основанной на столь же старых знаниях. об атмосфере Венеры . Вероятно, мы могли бы, мы должны добиться большего в наши дни;

Одним из предлагаемых проектов является использование воздушных шаров с фазовым переходом для Венеры , которые могут перемещаться на высотах от 38 до 64 км, если они заполнены смесью воды, аммиака и гелия:

                                                     Воздушные шары с фазовым переходом для Венеры

                  Воздушные шары с фазовым переходом для Венеры. Источник изображения и кредит: доктор Рональд Росс , Лаборатория реактивного движения .

Такую конструкцию можно было бы стабилизировать (в либеральном толковании этого слова, экстремальные высоты были бы достаточно стабильны, но она все еще колебалась бы вверх и вниз на высотах между температурой фазового перехода газа и жидкости и наоборот) до более высоких средних высот полета с помощью темных, теплопоглощающий слой солнечных шаровпод прозрачной покрытой тефлоном и устойчивой к серной кислоте поверхностью, а затем в зависимости от солнца, чтобы быстрее нагреть фазово-переходную смесь воды и аммиака в газообразную фазу на больших высотах, где на дневной стороне Венеры более высокий солнечный поток. Это по-прежнему будет зависеть только от тепла атмосферы на темной стороне Венеры, но в такой конструкции есть одно преимущество: вода и аммиак представляют собой гораздо более крупные молекулы, чем гелий, и покидают воздушный шар из тех же основных материалов намного медленнее, так что технически баллонная часть установки может прослужить дольше. Минимальная высота может быть увеличена за счет увеличения отношения аммиака к воде в смеси.

Другой дизайн просто улучшает воздушные шары Vega, как, например, ILC Dover и NASA Wallops в 2007 году:

   введите описание изображения здесь

Это воздушный шар диаметром 18 футов (5,5 м), который также покрыт тефлоном и наполнен гелием, но включает в себя более отражающий алюминиевый слой, слой майлара для предотвращения утечки гелия и внутренний слой Vectran с полиуретановым покрытием для прочности конструкции . и адгезия. Они были разработаны для движения по инерции на высоте около 56 км со стабильностью менее ±1 км.

И есть пара других конструкций воздушных шаров для исследования Венеры и на различных уровнях технологической готовности , например, Venus In Situ Explorer , который находится в жесткой конкуренции за отбор в рамках программы « Новые рубежи» (подробнее см., например , в 2008 г. in Space: Choices for the Next New Frontiers Announcement of Opportunity или документация VEXAG ), как этот , но это воздушные шары с малой высотой полета, и они не имеют прямого отношения к вашему вопросу.

Итак, в заключение мы можем с некоторой уверенностью сказать, что многодневные полеты на высотах над большинством сернокислотных облаков с небольшими и развертываемыми в атмосфере воздушными шарами возможны, а с продуманным дизайном, учитывающим прошлый опыт, они могут длиться намного дольше. Приведенная выше конструкция NASA Wallops рассчитана на несколько кругосветных плаваний вокруг Венеры, каждое из которых занимает примерно четыре дня. Затем от выбора целей вашей миссии и их приоритетности зависит, насколько успешной вы считаете такую ​​миссию и что вы можете сделать с ее научной отдачей. Но есть проекты, некоторые из которых материализованы и проходят испытания, другим еще предстоит это сделать, которые позволили бы использовать все виды профилей полета, от выбора широты инжекции до вертикальных и зональных дальностей.

Для получения дополнительной информации о среде, с которой вы будете иметь дело, и ссылках, связанных с ней, см. также:

И другие вопросы, помеченные как Венера и атмосфера ( ссылка на вопросы, включающие оба тега ).

Другие ссылки:

Как долго продержится дирижабль в атмосфере Венеры на высоте 65 км?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v