مدارگرد اروپا برای نزدیک شدن به ناهید از ترمز هوایی استفاده می نماید - وبلاگ ماه موزیک

به گزارش وبلاگ ماه موزیک، مأموریت آژانس فضایی اروپا برای نخستین بار در شرایط چالش برانگیز ناهید از روش ترمز هوایی برای نزدیک شدن و مطالعه سیاره استفاده خواهد نمود.

انجام پذیر بودن مأموریت برنامه ریزی شده آژانس فضایی اروپا به سیاره ناهید، به یک روش ترمز هوایی چالش برانگیز برای کاهش ارتفاع مداری که حد مقاومت حرارتی فضاپیما را محک خواهد زد.

مأموریت این ویژن (EnVision) که انتظار می رود اوایل دهه 2030 میلادی پرتاب گردد، ساختار زمین شناختی و جو سیاره جهنمی زهره را که زمانی کاملا شبیه زمین بوده اما به علت اثر گلخانه ای، به دنیای بسیار سوزان تبدیل شده است، مطالعه خواهد نمود.

به گفته آژانس فضایی اروپا (ESA) برای رساندن EnVision به مدار هدف خود در 500 کیلومتری بالای سطح زهره که حتی سرب در آن ذوب می گردد، هزاران گذر از جو غلیظ این سیاره طی دو سال انجام خواهد شد.

توماس وورین (Thomas Voirin) مدیر مطالعات این مأموریت گفت: این ویژن همان طور که اکنون تصور می گردد، نمی تواند بدون پشت سر گذاشت این مرحله طولانی ترمز هوایی پیش برود.

این فضاپیمای به مقدار ون که با موشک آینده اروپا یعنی آریان 6 (Ariane 6) پرتاب خواهد شد، توانایی حمل سوخت کافی برای کاهش سرعت با استفاده از پیشرانش خود را ندارد و به جای آن از روش ترمز هوایی استفاده می نماید و با دنبال کردن مداری بسیار بیضی-شکل به صورت دوره ای تا 130 کیلومتری از سطح زهره در نزدیک ترین نقطه و حدود 250000 کیلومتری در دورترین نقطه می رسد.

آژانس فضایی اروپا قبلا از روش ترمز هوا برای کاهش سرعت مدارگرد گازی اگزوارس (ExoMars) پیش از ورود به مدار علمی خود دور مریخ استفاده نموده است اما جو مریخ بسیار رقیق تر از ناهید و گرانش آن بسیار کمتر است که بر سرعت فضاپیمای در حال گردش، تأثیر می گذارد.

وورین اضافه کرد: ترمز هوایی در اطراف زهره بسیار چالش برانگیزتر از مأموریت اگزومارس خواهد بود. گرانش زهره حدود 10 برابر بیشتر از گرانش مریخ است و بدین ترتیب فضاپیما سرعت هایی حدود دو برابر بیشتر از اگزومارس را هنگام عبور از جو تجربه می نماید می گردد و گرما با نسبت توان دوم سرعت فراوری می گردد.

آژانس فضایی اروپا برای مدت کوتاهی ترمز هوایی اطراف زهره را در ماه های انتهای مأموریت ونوس اکسپرس (Venus Express) آزمایش کرد که در نهایت به سمت سیاره منحرف شد و در سال 2014 در جو آن سوخت. اما چون این فضاپیما در انتها مأموریت خود بود، متخصصان نگران آسیب وارد شده بر اثر از گرما نبودند. این در حالی است که انتظار می رود این ویژن حداقل چهار سال در زهره کاوش کند.

مهندسان هم اکنون مشغول کار روی مواد مناسبی هستند که بتواند در شرایط شدید مأموریت این ویژن مقاومت کند. علاوه بر گرمای تجربه شده در طی فرآیند ترمز هوا، فضاپیما بعلاوه در معرض غلظت بسیار بالایی از اکسیژن اتمی واکنش پذیر خواهد بود.

اکسیژن اتمی شکلی از اکسیژن موجود در لایه های بالایی جو زمین است که از یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. این اتم دشمن تمام فضاپیماهای مدار پایین زمین است و در چندین مأموریت شاتل فضایی ناسا در دهه 1980، سپر حرارتی را سوزاند.

مشاهدات مأموریت های قبلی زهره نشان داده است که اکسیژن اتمی در لایه های بالایی جو زهره در غلظت هایی مشابه غلظت های اطراف زمین وجود دارد.

به گفته مدیر مطالعات فضاپیما غلظت بسیار بالاست. برای یک بار عبور زیاد مهم نیست، اما در بیش از هزاران گذر، آغاز به انباشته شدن می نماید و به سطحی از جریان اکسیژن اتمی منجر می گردد که باید آن را مانند آنچه در مدار پایین زمین تجربه می کنیم، اما در دمایی بالاتر درنظر بگیریم.

آژانس فضایی اروپا امیدوار است تا انتها سال جاری بتواند نامزدهایی را برای مواد کاملا مقاوم در برابر گرما و غلظت اکسیژن اتمی مورد انتظار در طول ترمز هوایی این ویژن انتخاب کند.

به گفته متخصصان، این مواد باید در برابر فرسایش مقاوم باشند و بعلاوه خواص نوری خود را حفظ نمایند، به این معنی که تخریب یا تیره نشوند و در رفتار حرارتی آن ها اختلال ایجاد نگردد.

برای عملکرد صحیح ابزارهای علمی ظریف به کار رفته در این مأموریت باید دمای تنظیم شده به خوبی حفظ گردد و بعلاوه از پوسته پوسته شدن یا خروج گاز که منجر به آلودگی موضعی می گردد پیشگیری گردد.

با تمرکز روی مریخ که بالقوه قابل سکونت تر است، ناهید که گاهی به علت مقدار مشابهش، دوقلوی زمین گفته می گردد، تا حدی به وسیله کاوشگران منظومه شمسی کنار گذاشته شده بود اما یک مطالعه که در سال 2020 مولکول های فسفین را در جو این سیاره شناسایی کرد، موج جدیدی از علاقه به زهره را برانگیخت.

علاوه بر اروپا، ناسا هم میخواهد مدارگردهایی را به این سیاره داغ بفرستد: مأموریت های داوینچی+ (+DAVINCI) و وریتاس (VERITAS) که انتظار می رود بین سال های 2028 تا 2030 پرتاب شوند.

در حال حاضر، تنها یک فضاپیمای ژاپن به نام آکاتسوکی (Akatsuki) در حال چرخش به دور زهره است و چگالی جو را در کوشش برای کشف اسرار آب وهوای خشن آن مطالعه می نماید.

عکس ها: طرحی گرافیکی از مأموریت این ویژن اروپا به سیاره ناهید

Credit: ESA

منبع: Space