Venus kallas i allmänhet ”Jordens tvilling” på grund av likheterna med vår planet. Inte överraskande men det finns mycket som forskare inte vet om Venus. Mellan det heta och helvetet landskapet, extremt tjock atmosfär och moln av svavelregn är det praktiskt taget omöjligt att utforska planetens atmosfär och yta. Dessutom gör Venus långsamma rotation studien av dess "mörka sida" desto svårare.
Dessa utmaningar har dock skapat ett antal innovativa koncept för utforskning. En av dessa kommer från University of Buffalo Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) Laboratory, där forskare utformar ett unikt koncept som kallas den Bio-inspirerade strålen för extrema miljöer och Zonal Explorations (BREEZE).
BREEZE är i grund och botten ett förändrat rymdfarkoster som vifter med sina vingar, liknande hur en stingray vifter sina bordsfenor för att upprätthålla lyft i Venus 'atmosfär. Konceptet är ett av 12 revolutionerande koncept som valts ut av NASA som en del av dess Innovative Advanced Concepts-program (NIAC) - som finansierar innovativa projekt som är i utveckling i tidig fas.
På ungefär samma sätt som en stingray använder sina stora fenor för att simma med lätthet skulle BREEZEs design effektivt utnyttja de höga vindarna i Venus övre atmosfär. Hantverket skulle kringgå planeten var fjärde till sex dag och skulle förlita sig på solpaneler för att ladda sina instrument. Detta skulle hända varannan till tredje dag medan farkosten utforskar den sida av Venus som är upplyst av solen.
BREEZE skulle ta atmosfärprover, spåra vädermönster, övervaka vulkanisk aktivitet och samla in andra data om Venus miljö. Dess design skulle göra den särskilt lämplig för att utforska den mystiska mörka sidan av Venus. Som Javid Bayandor, docent i mekanik och rymdteknik och projektets ledande utredare, förklarade det:
"Genom att ta våra ledtrådar från naturen, speciellt havstrålar, vill vi maximera flyffektiviteten. Konstruktionen kommer att möjliggöra en hittills ouppnådd grad av kontroll för ett sådant rymdfarkoster som skulle bli utsatt för allvarliga zon- och meridionsvindar på planeten. ”
Venus mörka sida förblir något av ett mysterium för forskare på grund av hur det upplever så långa perioder av mörker. Detta beror på att Venus rotationsperiod är längre än dess omloppsperiod - dvs det tar lite mer än 243 dagar att rotera en gång på sin axel och 225 dagar för att slutföra en enda bana av solen. Som ett resultat fungerar den tid det tar för solen att återvända till samma plats på himlen (en soldag) till 116,75 jorddagar.
Nyckeln är den unika designen av BREEZE: s förändringsvingar, som kommer att använda ett internt spänningssystem för att generera drivkraft, säkerställa kontroll och stabilitet och ge ytterligare lyft och mekanisk komprimering. Allt detta möjliggör flytkraft, vilket gör att BREEZE kan navigera genom Venus 'atmosfär på samma sätt som en stingray navigerar genom vatten.
Detta är särskilt viktigt eftersom det bara är ovanför Venus täta moln, ungefär 50 km (mi) över ytan, att temperaturer och lufttryck är tillräckligt stabila för att ett utforskningsfartyg ska kunna överleva. I själva verket har vissa forskare till och med spekulerat att det är i dessa höjder som liv kunde hittas, troligtvis i form av extremofila organismer som kan leva i en varm och sur miljö (även termoacidofil).
Denna teknik kan också möjliggöra uppdrag till undervattensmiljöer här på jorden och andra kroppar i solsystemet med täta atmosfärer. Detta gäller särskilt för Titan, Saturns största måne och den enda andra kroppen i solsystemet som har en tät kväverik atmosfär (ungefär 1,45 gånger så tjock som jordens). Även här söker rymdbyråer långsiktiga uppdrag för att utforska den exotiska miljön.
Det är också en av många inspirerade idéer som har föreslagits under de senaste åren för att utforska Venus atmosfär. Andra koncept som de flygande drönorna som utvecklas av det Boulder-baserade företaget Black Swift Technologies (tillsammans med NASA) och Venus Aerial Mobil Platform (VAMP) som för närvarande forskas av Northrop Grumman.
De kommande två decennierna kommer att bli en spännande tid för rymdutforskning. Oavsett om dess stingray-inspirerade glidflygplan i atmosfären i Venus, trollsländarinspirerade drönare i himmelens Titan eller orminspirerade robotar under Marsytan finns det flera föreslagna uppdrag att utforska exotiska och mystiska miljöer. Mycket av krediten för detta kommer att gå till designers och ingenjörer som tar sitt tänkande utanför boxen till bordet.
