ด้วยภารกิจการโคจรทั้งหมดที่ดาวเคราะห์ต่าง ๆ ในระบบสุริยะของเรานักวิทยาศาสตร์สามารถรวบรวมข้อมูลจำนวนมหาศาลเพื่อช่วยให้เราเข้าใจโลกใกล้เคียงของเรา แต่ลองจินตนาการถึงภารกิจที่สามารถบินได้ต่ำกว่าระดับความสูงของวงโคจร - บินได้จริง ใน บรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่นและเข้ามาใกล้ผิวน้ำมากขึ้นและลองจินตนาการว่ารายละเอียดข้อมูลนั้นมีมากเพียงใด ภารกิจประเภทนี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในดาวศุกร์ซึ่งความร้อนและความกดอากาศที่รุนแรงที่พื้นผิวนั้นโดยทั่วไปจะขัดขวางความสำเร็จของภารกิจแลนเดอร์ทุกประเภท ดังนั้นเมื่อปีที่แล้วเมื่อองค์การนาซ่าได้จัดตั้งทีมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อศึกษาแนวคิดของภารกิจสำคัญในดาวศุกร์ที่รออยู่ในปีกก็คือดร. เจฟฟรีย์แลนดิส หลายปีที่ผ่านมาแลนดิสและกลุ่มนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจากศูนย์วิจัยเกล็นของนาซ่าได้ศึกษาแนวคิดของเครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดาวศุกร์ แลนดิสกล่าวว่าเครื่องบินขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์สามารถบินได้อย่างต่อเนื่องในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์และจะเป็นยานพาหนะที่เหมาะสำหรับการรวบรวมข้อมูลทั้งในชั้นบรรยากาศและพื้นผิวของดาวเคราะห์ด้วยความสามารถในการเคลื่อนที่ได้เกือบทุกที่
“ ตอนนี้มีความสนใจในดาวศุกร์เป็นอย่างมาก” แลนดิสกล่าว “ เราดูดาวอังคารมาไม่นานเมื่อเร็ว ๆ นี้และในบางกรณีดาวอังคารเป็นดาวแฝดของโลก แต่ในหลาย ๆ ด้านดาวศุกร์เป็นดาวแฝดของโลก ดังนั้นเราจึงเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับโลกด้วยการศึกษาดาวศุกร์”
เครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับความสนใจเป็นเวลานานสำหรับแลนดิส “ ฉันใช้เวลาส่วนใหญ่ในเครื่องบินแบบจำลองอาคารเรียนดังนั้นความคิดในการบินเครื่องบินในวีนัสฟังดูน่าสนใจสำหรับฉันมาก” เขากล่าว
ตั้งแต่ปี 2000 แลนดิสและทีมของเขาได้ศึกษาแนวคิดนี้และเมื่อไม่นานมานี้แลนดิสได้นำเสนอข้อค้นพบของพวกเขาต่อ STDT สำหรับดาวศุกร์ของนาซ่า “ ฉันพยายามที่จะตีกลองความกระตือรือร้นสำหรับสิ่งที่เราทำ” เขากล่าว งานหลักที่กลุ่มทำมาจนถึงตอนนี้ได้มุ่งความสนใจไปที่เครื่องบินของตัวเองเพื่อยืนยันว่าแนวคิดนี้กำลังจะทำงานจริง
“ เราได้ทำการศึกษาการออกแบบอย่างละเอียดเพื่อตรวจสอบว่ามีห้างขายของอยู่หรือเปล่า” แลนดิสกล่าว “ เราไม่คิดว่าจะมี เราคิดว่าเป็นโครงการที่เป็นไปได้มาก”
เครื่องบินจะต้องพับขึ้นเพื่อให้พอดีกับ aeroshell ขนาดเล็กสำหรับภารกิจทางวิทยาศาสตร์ระดับ "Discovery" หลังจากมาถึงดาวศุกร์ยานจะปรับจาก aeroshell คลี่และเริ่มร่อนผ่านชั้นบรรยากาศ ด้วยเซลล์สุริยะที่ปกคลุมพื้นผิวทั้งหมดเครื่องบินจะบินด้วยพลังงานแสงอาทิตย์อย่างเคร่งครัดโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง ทีมออกแบบมาพร้อมกับการออกแบบพับเก็บได้ที่มีปีกขนาด 9 เมตรและความยาวไม่เกิน 7 เมตร
น่าแปลกที่ความหนาแน่นของบรรยากาศของดาวศุกร์ไม่ควรเป็นปัญหาสำหรับภารกิจเครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ “ ที่ระดับความสูงที่เราจะบินมันก็เหมือนกับการบินที่ระดับความสูงปานกลางบนโลก” แลนดิสกล่าว “ จริง ๆ แล้ววีนัสเป็นดาวเคราะห์ที่ง่ายต่อการบิน ที่น่าสนใจปัญหาของดาวศุกร์คือลม ปรากฎว่าเป็นดาวเคราะห์ที่มีลมแรงมากและเราต้องการที่จะทำให้เครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ของเราบินได้ภายใต้ดวงอาทิตย์ดังนั้นเราจึงต้องบินได้เร็วกว่าลมดังนั้นเราจึงสามารถอยู่ในแสงอาทิตย์ได้ หากเราสามารถทำสิ่งนั้นได้เราจะสามารถบินได้ตลอดไป”
ยานจะต้องมีความสามารถในการบินอย่างต่อเนื่องที่หรือสูงกว่าความเร็วลมประมาณ 95 เมตร / วินาทีที่ระดับบนยอดเมฆ 65 ถึง 75 กม. เหนือพื้นผิว สำหรับการสำรวจที่ระดับความสูงต่ำเครื่องบินสามารถเหินลงเป็นระยะเวลาหลายชั่วโมงแล้วไต่กลับสู่ระดับความสูงที่สูงขึ้นทำให้ชั้นเมฆถูกตรวจสอบ แต่เครื่องบินจะต้องอยู่ในแสงแดดเป็นส่วนใหญ่ การวิเคราะห์ของทีมเที่ยวบินโดยใช้ที่เก็บแบตเตอรี่แสดงให้เห็นว่ามันจะไม่ทำงานเพื่อให้เครื่องบินสูงขึ้นโดยใช้พลังงานแบตเตอรี่ในระหว่างทางข้ามฝั่งกลางคืน
เท่าที่วิทยาศาสตร์ที่สามารถรวบรวมได้จากเครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดาวศุกร์ทีมของ Landis ได้มองเห็นภารกิจในการศึกษาบรรยากาศของดาวศุกร์เป็นหลัก อย่างไรก็ตามพวกเขายังได้ใช้มันเพื่อทำภารกิจเรดาร์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าใช้เครื่องบินสองลำเครื่องหนึ่งอาจเป็นเครื่องส่งสัญญาณและเครื่องรับอีกเครื่องหนึ่งเพื่อทำสิ่งที่เรียกว่า "เรดาร์ bistatic" ซึ่งคุณจะเปลี่ยนมุมระหว่าง ส่งและรับเพื่อให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโลก แต่โดยหลักแล้วเครื่องบินจะบินเข้าใกล้ผิวมากกว่ายานอวกาศที่โคจรอยู่เพื่อรวบรวมข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับดาวเคราะห์
โฟกัสปัจจุบันของทีมแลนดิสได้ตัดสินใจเลือกประเภทของวิทยาศาสตร์ที่สามารถทำได้และวิธีการที่จะประสบความสำเร็จได้ดีที่สุด “ สิ่งที่เราทำเมื่อเร็ว ๆ นี้เพียงแค่ศึกษาวีนัสและถามตัวเองว่าเราต้องการทำอะไร” แลนดิสกล่าว “ เครื่องบินใช่ไหม? เรายังได้ดูเรือบินด้วย คุณสามารถทำการบินเหาะได้ที่ดาวเคราะห์วีนัสซึ่งมีทั้งข้อดีและข้อเสียเหนือเครื่องบินดังนั้นเราจึงถามตัวเองว่าเราต้องการบินในระดับความสูงของเมฆ - เหนือใต้หรือในเมฆ - และ วิทยาศาสตร์ทำอะไรได้บ้าง ส่วนที่ยากมากของดาวศุกร์กำลังบินต่ำ เป็นเรื่องง่ายมากที่จะบินสูง แต่ยิ่งคุณบินได้ต่ำเท่าไหร่วิทยาศาสตร์ยิ่งสามารถบรรลุผลได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่การบินต่ำจะยุ่งยาก”
เมื่อปีที่แล้วน่าสนใจพอนักศึกษาจากมหาวิทยาลัยบอสตันได้ทำการศึกษาการออกแบบเครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดาวศุกร์และพวกเขาก็มองไปที่การออกแบบที่ทีมของ Landis สร้างขึ้น นักเรียนของ BU ได้ข้อสรุปเช่นภารกิจค่อนข้างเป็นไปได้ “ พวกเขาดูที่การออกแบบเครื่องบินขั้นพื้นฐาน: คุณสามารถบินบนดาวศุกร์ได้หรือไม่ เรามองไปที่สิ่งต่าง ๆ เช่นคุณช่วยพับมันลงใน aeroshell และมันจะถูกนำไปใช้ ฯลฯ อย่างไร” แลนดิสกล่าว “ เราพบว่าการศึกษาครั้งที่สองนี้เป็นการตรวจสุขภาพที่มีประโยชน์มากสำหรับเราว่าคนกลุ่มอิสระดูที่ความคิดของเราและบอกว่าไม่มีนี่ไม่ใช่คำถามเลย”
ดังนั้นภารกิจเครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ที่พร้อมจะบินผ่านดาวศุกร์เมื่อใด “ มันขึ้นอยู่กับว่าภารกิจที่คุณต้องการทำนั้นยากแค่ไหน” แลนดิสกล่าว “ หากคุณกำลังทำภารกิจเครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์ง่าย ๆ เราแสดงให้เห็นว่าไม่มีเทคโนโลยีใดมาทำสไตรค์ในเครื่องบินด้วยตัวเองดังนั้นฉันคิดว่ามันเป็นสิ่งที่เราสามารถทำได้ในระยะใกล้นี้ในทศวรรษหน้า แต่ยิ่งภารกิจที่คุณสนใจพูดว่าถ้าคุณสนใจที่จะบินต่ำหรือในพื้นที่ขั้วโลกสถานที่ยากต่อการบินเราต้องถอยออกไปและคิดว่ายานพาหนะประเภทใดที่ถูกต้อง อยากจะเป็น."
บทความนี้กล่าวถึงข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องบินพลังงานแสงอาทิตย์วีนัส
