ビーナスローバーをクールに保つ方法

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金星へのミッションと比較して、火星や月へのミッションは簡単なものです。しかし、これはまさに、NASAジョングレンリサーチセンターの研究開発チームが達成したいと望んでいることです。

金星はさまざまなミッションで探査されてきましたが、地球上ではまだ多くの科学が行われていません。

「金星の大気、気候、地質、歴史を理解することで、私たちの故郷の惑星についての理解に大きな光を当てることができます。それでも、金星の表面は、太陽系の固体表面惑星の中で最も敵対的な動作環境です」とNASAジョングレンリサーチセンターのジェフリーランディス博士は書いています。

金星の極端な状態は、従来のローバーテクノロジーを不可能にします。電子部品に熱と圧力が組み合わさった大混乱を引き起こし、主に二酸化炭素と硫酸で構成される金星の雰囲気は、金属部品を非常に腐食します。そして、これだけでは不十分な場合、厚い大気が表面の光の条件を地球の雨の日のようにし、太陽エネルギーの可能性を制限します。

表面に電子機器を配置する問題を解決するために、チームはミッションを2つに分割します。300℃(570ºF)未満に冷却された加圧チャンバー内の電子コンポーネントが制限されたローバーと、中層の大気圏を飛行する飛行機です。温度がより穏やかで圧力がそれほど高くない惑星。飛行機には、コンピューターなどのより敏感な電気部品のほとんどが含まれ、すべての情報を地球に中継するのに役立ちます。

金星の表面で最も長く続くロシアのヴェネラ着陸船は、粉砕される前にわずか2時間作動しましたが、このミッションのローバーは50日以上続くように設計されます。

極端な条件では、極端なテクノロジーが必要です。チームは、太陽光から原子力、マイクロ波ビームまで、さまざまなエネルギー源を使用する可能性を分析しました。ソーラーパワーは、ローバーを動かしてすべてを冷却するのに必要なエネルギーを供給できません。また、飛行機からのマイクロ波ビームエネルギー(太陽エネルギーを収集します)は、テクノロジーがどれほど新しいかという理由で実行できません。

これにより、現在のカッシーニ探査機であるガリレオ、ボイジャーなどの過去のミッションで使用されていた原子力が残ります。しかし、ローバーに核エネルギーを供給するにはひねりがあります。プルトニウムのレンガによって生成される熱は、2つのチャンバー間の圧力差を使用して非常に高い効率で機械的エネルギーを生成するエンジンであるスターリングエンジンを駆動します。この機械的エネルギーは、車輪に直接動力を供給するために使用することも、電気および冷却システムの電気エネルギーに変換することもできます。この技術は金星での作業に適応しています。

「私たちはスターリングテクノロジーに長年取り組んできました。報告されたプロジェクトは、金星専用のスターリングを設計するプロジェクトでした。これは、いくつかの点で非常に異なる設計になります。特に、排熱温度は非常に高温ですが、既存の技術から構築しており、ゼロから開発しているわけではありません」とLandis博士は書いています。

飛行機は大気の状態と金星の電場を調べ、ローバーは地震観測所を設置して地表の状態を調べます。カメラは飛行機の中でほぼ明確であり、ローバーにカメラを置くのは難しいでしょうが、それは完全に問題外ではありません。

いつ表面の画像を見たり、惑星を包んでいる硫酸の雲についてもっと知りたいですか?

「これはこれまでのミッションコンセプトスタディであり、資金提供を受けたミッションではないため、実際に実施される予定はありません。ただし、2015年から2020年の期間に飛行することに大きな関心があります」とランディス博士は述べています。

出典:Acta Astronautica

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