Войти
 Художественная концепция марсохода Zephyr | |
| Тип миссии | Разведка |
|---|---|
| Оператор | НАСА Исследовательский центр Гленна |
| Продолжительность миссии | 50 земных дней |
| Характеристики космического корабля | |
| Космический корабль | Zephyr |
| Тип космического корабля | Wingsail марсоход |
| Производитель | Исследовательский центр Гленна |
| Стартовая масса | 1581 кг (3486 фунтов) |
| Посадка масса | 220 - 265 кг |
| Масса полезной нагрузки | 23 кг (51 фунт) |
| Мощность | ≥ 98,4 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 2039 г. (предложено) |
| Венера марсоход | |
Zep hyr - это концепт робота-вездехода Venus для миссии под названием Venus Landsailing Rover . Эта концепция миссии должна была разместить на поверхности Венеры марсоход, который приводился в движение силой ветра. Марсоход будет запущен вместе с орбитальным аппаратом Венеры, который будет выполнять как ретрансляцию связи, так и удаленные атмосферные исследования.
Марсоход будет спроектирован для работы на поверхности Венеры в течение 50 земных дней и навигации по песчаным равнинам, купающимся в тепло и плотные облака серной кислоты под очень высоким атмосферным давлением. Марсоход может двигаться в любом направлении, независимо от направления ветра. Zephyr будет плыть до 15 минут в день, чтобы достичь своей следующей цели, где он будет парковаться, используя комбинацию тормозов и опрокидывая крылья, пока он выполняет свою научную деятельность. Марсоход будет нести научную полезную нагрузку 23 кг (51 фунт), включая роботизированную руку. Общая архитектура миссии направлена на достижение телероботических возможностей с 4-минутной задержкой радиосвязи.
Главный исследователь - Джеффри Лэндис из Исследовательского центра Гленна НАСА в Кливленде, штат Огайо. Когда наиболее критичное оборудование станет доступным и будет протестировано, Landis намеревается предложить эту миссию для программы NASA Discovery, чтобы побороться за финансирование и запуск, запланированный на 2039 год.
| Zephyr | Технические характеристики |
|---|---|
| Aeroshell | Диаметр: 3,10 м (10,2 фута) |
| Стартовая масса | 1581 кг (3486 фунтов) |
| Масса марсохода | ≤ 265 кг (584 фунта) |
| Размеры ровера | Длина: 4,62 м (15,2 фута). Ширина: 5,54 м (18,2 фута) |
| Wingsail | Высота: 5,44 м (17,8 фута). Длина: 3,10 м ( 10,2 фута). Площадь: 12 м (130 квадратных футов) |
| Колеса (x3) | Диаметр: 1 м (3 фута 3 дюйма). Ширина: 22,9 см (9,0 дюйма) |
| Клиренс | 0,9 м (2 фута 11 дюймов) |
| Масса научной полезной нагрузки | 23 кг (51 фунт) |
| Радиодиапазон | УВЧ |
| Системы охлаждения | Нет |
С 2012 года ученый Джеффри А. Лэндис работал над Концепция миссии для марсохода Venus , приводимого в движение жестким крылом, по образцу марсохода. У машины всего две движущиеся части: парус и переднее рулевое колесо. Концепция миссии называется Venus Landsailing Rover, а марсоход - Zephyr, в честь греческого бога западного ветра, Zephyrus.
Для простоты крыло марсохода на самом деле жесткое, как вертикальное крыло с солнечными батареями. его поверхность. Хотя для доведения высокотемпературной электроники до эксплуатационной готовности требуется определенная разработка технологий, исследование показало, что такой подход к мобильности осуществим, и никаких серьезных трудностей не наблюдается.
Расчетный ресурс намеченного марсохода составляет 50 дней. Учитывая экстремальные условия окружающей среды на поверхности Венеры, все предыдущие посадочные аппараты и атмосферные зонды работали максимум несколько часов, поэтому команда исследовательского центра Гленна планирует использовать материалы и электронику, разработанные, чтобы выдерживать не только экстремальное давление, коррозионную атмосферу и тепло., но также работают с минимальной солнечной энергией и без системы охлаждения, что значительно снижает посадочную массу. Температура на поверхности составляет 740 K (467 ° C, 872 ° F), а давление составляет 93 бар (9,3 МПа ), что примерно соответствует давлению найдено на Земле на глубине 900 м (3000 футов) под водой. Для обеспечения движения предполагается скорость приземного ветра от 0,4 м / с (1,3 фут / с) до 1,3 м / с (4,3 фут / с). Zephyr будет плыть до 15 минут в день, чтобы достичь своей следующей цели. По изображениям, полученным российским зондом Венера, на поверхности Венеры можно увидеть плоские, ровные ландшафты, простирающиеся до горизонта, с камнями только сантиметрового масштаба на их местах, что позволяет десант. Самые большие ожидаемые неровности поверхности составляют около 10,0 см (3,9 дюйма) в высоту. В автомобиле используются три металлических колеса с шипами, каждое диаметром 1,0 м (3 фута 3 дюйма) и шириной 22,9 см (9,0 дюйма).
Финансирование осуществляется инновационными передовыми концепциями НАСА (NIAC) позволяет проводить исследования по разработке необходимых систем, «укрепленных на Венере». Фактически, технологи Glenn первыми изобрели датчики, работающие внутри реактивных двигателей. Эта электроника может работать даже при знойной температуре Венеры 450 ° C (842 ° F). НАСА может также предоставить часть этого оборудования для будущей российской миссии Венера-Д на Венеру, предоставив долгоживущую (24 часа) экспериментальную наземную станцию, пригодную для российского посадочного модуля.
В В 2017 году работа Лэндиса стала предметом книги Land-Sailing Venus Rover с изобретателем NASA Джеффри Лэндисом, опубликованной издательством World Book.
Предыдущие посадочные аппараты на Венеру полагались на аккумуляторные батареи для электроэнергии, что ограничивает работу до нескольких часов, полагаясь на тепловую массу, чтобы задержать выход системы из строя из-за перегрева. В системе питания для этой миссии используются натриево-серные батареи (NaS), которые заряжаются солнечными батареями и могут работать в условиях поверхности Венеры без необходимости использования тяжелых систем охлаждения.
крыло и верхняя палуба будут покрыты солнечными панелями из фосфида индия-галлия (InGaP, также называемого GaInP2), поскольку он хорошо охарактеризован для использования в солнечных элементах, у него достаточно широкая запрещенная зона , что он может работать при температуре Венеры и реагирует на свет в диапазоне примерно от 360 до 660 нм.
Хотя толстый облачный слой ограничивает попадание солнечного света на поверхность, света достаточно для использования солнечные панели для систем с низким энергопотреблением. Требуемая мощность составляет 98,4 ватт для научных операций, 68,4 ватт во время движения, 25,3 ватта во время спокойных операций, таких как ведение домашнего хозяйства, и 49,3 Вт во время сеансов связи.
В то время как скорость ветра у поверхности Венеры составляет 1 м / с (3,3 фута / с), при давлении и плотности Венеры (65 кг / м) даже при малых скоростях ветра создается значительная сила.
Художественный концепт марсохода Zephyr, шириной 5,5 м и высотой 6,6 м Концепция силовой установки - это жесткий крылатый хвост, установленный перпендикулярно основанию, который может вращаться с помощью электродвигателя вокруг своего среднего аэродинамического центра. для создания вектора подъемной силы (тяги) в любой ориентации, в зависимости от направления ветра. Крыло также обеспечивает более стабильную поверхность для установки солнечных элементов, используемых для питания приборов марсохода. Симметричный плоский аэродинамический профиль намного легче контролировать за счет небольшой подъемной силы. Крыло изготовлено из стандартных лонжеронов, нервюр и обшивки с использованием материалов, подходящих для агрессивных высокотемпературных сред.
При ширине 5,5 м (18 футов) марсоход устойчив на поверхности, а НАСА GRC По оценкам группы, для предотвращения опрокидывания, вызванного порывами ветра, система будет включать датчики, чтобы метеорологический комплекс распознавал устойчивый порыв ветра со скоростью 2,39 м / с (7,8 футов / с) или более, и дайте достаточно времени, чтобы ослабить парус, повернув его в положение с нулевой подъемной силой, перпендикулярное ветру.
Диаметр аэрооболочки определяет длину крыла, равную 3,10 м (10,2 фута).), его площадь составляет 12 м (130 квадратных футов), а высота - 5,44 м (17,8 футов) над землей. Для запуска крыло складывается на три секции для хранения в аэродинамической оболочке и раскрывается после спуска с парашютом и приземления на три колеса.
Схема спуска и посадки марсохода Zephyr Глаза марсохода будут камерой с механическим сканированием, аналогичной той, что используется на Венера 9 посадочный модуль, который будет работать без охлаждения при температуре Венеры 450 ° C (842 ° F) и при условиях и спектре освещения Венеры. В конструкции будет использоваться линейная матрица фотодиодов в качестве светочувствительного элемента, и, за исключением матрицы фотодиодов фокальной плоскости, камера изготовлена с использованием электроники из карбида кремния ..
Помимо камер формирования изображений, марсоход будет нести около 23 кг (51 фунт) научных инструментов, включая роботизированную руку, основанную на роботизированной руке Mars Phoenix, но упрощенную до двухсуставная рука для минимизации сложности. В этой руке можно было бы разместить несколько научных инструментов. В число условных научных данных входят:
В дополнение к приборам для исследования поверхности, миссия может также иметь научные комплексы, которые работают во время спуска, а также могут использовать стационарные научные приборы, такие как сейсмометр, которые не перевозятся на вездеходе. Все данные будут передаваться на орбитальный аппарат с помощью высокотемпературного радио, так что вся система не будет иметь охлаждаемых частей.
Из-за плотной атмосферы Венеры радиосигналы от марсохода будет не хватать мощности и досягаемости, поэтому в архитектуру миссии необходимо включить орбитальный аппарат-ретранслятор. После отделения Зефира орбитальный аппарат двигался по очень эксцентричной орбите вокруг планеты. Эта орбита будет иметь период в 24 часа, что позволит поддерживать связь с Зефиром от 12 до 18 часов на каждой орбите.
Когда Венера находится ближе всего к Земле, задержка связи между Венерой и Землей составляет примерно четыре минуты., который слишком длинный для управления с Земли в реальном времени, поэтому марсоход будет большую часть времени припаркован, выполняя наблюдения с провисшим парусом, в то время как наземные диспетчеры исследуют местность и определяют следующую цель.
Если Выбранный для финансирования орбитальный аппарат-ретранслятор может также содержать некоторые научные инструменты.
