Explorarea planetei Venus cu un rover autonom (AREE)

September 2017

Venus este mai puțin explorată și se cunosc relativ puține date despre ea din cauza condițiilor ostile

Pentru a relua explorarea suprafeței planetei Venus, a doua planetă ca distanță față de Soare în sistemul nostru solar, inginerii de la NASA analizează o nouă modalitate de construcție a unui rover mecanic autonom. S-a luat decizia de a înlocui, acolo unde există posibilitatea, echipamentele electronice cu sisteme de pârghii și roți dințate, cu mecanisme mecanice. Orbita planetei Venus se poziționează între cea a planetelor Mercur și Pământ. Este cu foarte puțin mai mică decât Terra, cu care se aseamănă și din punct de vedere al masei, dar atmosfera sa este foarte diferită, de aceea fiind botezată „sora cea rea a Pământului”. Condițiile foarte aspre de la suprafața lui Venus fac aproape imposibilă utilizarea echipamentelor care au componente electronice, de tipul celor trimise să exploreze planeta Marte. Presiunea de la suprafața solului venusian se ridică în jurul valorii de 92 bari, adică de 92 de ori presiunea de pe Pământ. Este o presiune care se regăsește la aproximativ un kilometru adâncime în oceanele Planetei albastre, „de ajuns de mare ca să spargă coca unui submarin modern”. Temperatura de la suprafață, datorată efectului de seră care nu-i permite să scadă, oscilează în jurul valorii de 864o Fahrenheit (462o grade Celsius), „suficient de ridicată pentru a topi plumbul”. Comparațiile sunt reluate de pe site-ul www.nasa.gov. La aceste temperaturi ridicate, majoritatea componentelor electronice se topesc, sau sunt corodate de acidul sulfuric din atmosferă care cade pe sol. Acest mediu extrem crează serioase dificultăți de funcționare, pentru o perioadă mai lungă, chiar și pentru un hardware modern. Din acest motiv, Venus a rămas foarte puțin explorată și se cunosc relativ puține date despre aceasta. Singurele investigații de suprafață ale celui mai apropiat vecin planetar al Pământului au fost furnizate de programele sovietice Venera și Vega, de la sfârșitul anilor ’60 și până la începutul anilor ’80, secolul trecut. Dintre cele 14 încercări, au reușit doar 9, dar și acestea au durat între 23 și 127 de minute (Venera 13 în 1982), înainte ca sistemele electronice să fie afectate de mediul impropriu și ostil. Ultimele sonde care au ajuns pe solul planetei Venus sunt modulele Vega 1 și Vega 2, în misiunea din 1984. De peste 3 decenii nicio mare putere spațială de pe glob nu a mai încercat o altă misiune. „În general, componentele cele mai sensibile la mediul înconjurător ale unui rover sau al unei nave spațiale sunt cele electronice, care se defectează la căldură și nu mai funcționează în condiții de temperatură excesivă sau când sunt supuse radiațiilor”. Într-un proiect propus în 2015, cunoscut sub numele de AREE (Automated Rover for Extreme Environments), inginerii de la NASA au propus realizerea unui rover mecanic autonom, pe care l-au botezat „clockwork”. AREE este finanțat pentru studiul NASA Innovative Advanced Concepts, un program care dezvoltă tehnologiile în stadiu incipient și care permite dezvoltarea unor idei inedite. Recent, s-a primit a doua tranșă de finanțare. Roverul este inspirat din angrenajele, pârghiile, arcurile și roțile dințate ale primelor ceasuri, ale unor tancuri din Primul Război Mondial, care au fost construie pentru a se rostogoli peste tranșee și cratere ale obuzelor, sau ale primelor calculatoare cu mecanisme mecanice. Un exemplu de calculator antic este cel prezentat și în revista Discover Magazine (discovermagazine.com). Modul de funcționare al calculatorului, construit cu peste 2000 de ani în urmă, despre care nu se știe cum și de cine a fost proiectat, numit Antikythera (sau Anticythera), după insula grecească lângă care a fost descoperit, va fi de folos inginerilor de la NASA. Ideea proiectului AREE îi aparține lui Jonathan Sauder, inginer în cadrul laboratorului NASA din Pasadena, California (Jet Propulsion Laboratory, JPL), care a spus, „Venus este un loc prea neospitaliter pentru sistemele electronice de control complexe, cum sunt cele din dotarea roverelor care au ajuns pe suprafața planetei Marte”.

Un rover complet mecanic, care să nu aibă o electronică sofisticată, va putea efectua o misiune de până la un an. S-a folosit chiar termenul mai plastic „supraviețuire”. Aparatul poate fi încadrat în subgenul domeniului science-fiction „Steampunk”, acesta cuprinzând o lume imaginară bazată pe tehnologia și design-ul estetic al mașinilor industriale cu abur din secolul 19. Jonathan Sauder a mai spus că, „tehnologiile analogice ar putea ajuta în situațiile unde cele electronice nu reușesc”. Una dintre cele mai mari provocări pentru un rover fără electronică este comunicarea. Roverul AREE trebuie să comunice cu o navă spațială care orbitează în jurul planetei Venus pentru transmiterea informațiilor spre Pământ. Și pentru a rezolva această problemă inginerii de la JPL au găsit o tehnologie din trecut, codul Morse. Ei s-au gândit ca în partea superioară a roverului să fie dispusă o suprafață reflectorizantă de care să se „lovească” semnalele radio trimise de nava spațială orbitală. Roverul ar putea folosi un sistem rotativ, care să acopere ținta radar la diferite viteze, creând astfel un semnal intermitent, care ar putea comunica prin codul Morse. Cu toate acestea, un rover mecanic cum este AREE ar putea fi semnificativ mai performant dacă ar avea câteva piese electronice simple, cum ar fi o cameră foto, chiar dacă acestea nu ar rezista tot atât de mult. NASA lucrează la chip-uri de calculator și la alte electronice care ar putea rezista condițiior de pe Venus. În acest moment, când programul se află în cea de a doua fază, „Inginerii studiază diferite materiale și selectează anumite componente ale vehiculului, sau determină care trebuie perfecționate, pentru a construi prototipuri pentru testare”, se arată într-un video de prezentare pe youtube.com, din 29 august a.c.

Tags