Jet Propulsion Laboratory z kalifornské Pasadeny v rámci programu inovativních pokročilých konceptů rozjela akci, ve které může veřejnost pomoci s vývojem senzoru pro vyhýbání se překážkám, který by se dal využít na hypotetickém roveru určeném pro průzkum Venuše. Výzva pro veřejnost nazvaná „Exploring Hell: Avoiding Obstacles on a Clockwork Rover“ počítá s tím, že by finální návrh senzoru mohl být zapracován do návrhového konceptu vozítka. Ale jednoduché to nebude. Na Venuši je tlak atmosféry 90× vyšší než na Zemi a teploty tam přesahují 450 °C, takže olovo by se tam roztavilo a běžné používané jaderné ponorky by okolní tlak rozdrtil.
Venuši už zkoumalo mnoho sond, ale jen pár se odvážilo na povrch, kde vzdorovaly drsným podmínkám jen pár desítek minut. Zatím posledním průzkumníkem, který se vydal k povrchu, byla sovětská Vega 2 v roce 1985! Nyní se vědci z JPL zaměřují na vypracování návrhu mise, která by vydržela tamní pekelné podmínky.
Zdroj: http://mentallandscape.com
„Venuše a Země jsou vlastně dvojčata, ale Venuše se v nějaké fázi změnila v místo nevhodné pro život, který známe,“ říká Jonathan Sauder, mechatronický inženýr z JPL a hlavní vědecký pracovník konceptu AREE (Automaton Rover for Extreme Environments) a dodává: „Když se dostaneme na povrch Venuše, můžeme prozkoumat, co způsobilo diametrálně odlišný vývoj obou planet. Můžeme prozkoumat úplně cizí svět, který máme prakticky za humny.“ Taková mise by mohla prozkoumat různé geologické útvary na různých místech, takže by vědci lépe porozuměli vývoji planety a některé poznatky by se daly uplatit i při studiu pozemské atmosféry.
Rover vyvíjený v rámci programu AREE má být poháněn větrnou energií a na povrchu by měl fungovat několik měsíců! Při svém pohybu se bude muset vyhýbat nejrůznějším překážkám – kamenům, svahům či trhlinám. NASA chce nyní využít síly veřejnosti – takzvaného crowsourcingu, aby lidé pomohli navrhnout daný senzor, který bude nakonec zapracován do celého konceptu roveru. Jednou pak na základě tohoto návrhu může vzniknout skutečný přístroj.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Vývoj však nebude snadný. Současná špičková elektronika často selhává už při „pouhých“ 120°C, takže na Venuši by byla bez šance. I proto hledá NASA tipy na inovace u veřejnosti. „Lidé mají unikátní možnost navrhnout díl, který jednoho dne může fungovat na cizí planetě,“ láká Ryon Stewart, koordinátor výzvy z Johnsonova střediska v Houstonu a dodává: „NASA ví, že dobré nápady mohou přijít odevšad. Podobné výzvy jsou skvělou metodou, jak zapojit, zaujmout a nadchnout veřejnost, aby se kosmický průzkum mohl otevřít každému.“
Vybraní návrháři nezískají jen dobrý pocit, ale dostanou také odměnu – za první místo 15 000 dolarů, za druhé 10 000 dolarů a za třetí místo 5 000 dolarů. Celá výzva by měla proběhnout na platformě heroX určené pro crowdsourcing, přičemž přihlášky mohou zájemci posílat do 29. května 2020. „Tváří v tvář navigaci v jednom z nejsložitějších prostředí Sluneční soustavy, musíte myslet jinak,“ říká Sauder a dodává: „Právě proto potřebujeme kreativitu kutilů a zlepšovatelů z garáží, aby nám pomohli vyřešit tuto výzvu.“
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/rover-2-16.jpg
http://mentallandscape.com/V_V13color.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/niac_sauder_1.png
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/Niac2017_phase_ii_jonathan_sauder.jpg
Velmi zajímavé. To jsem zvědav jak to nakonec bude vypadat. Existuje nějaká možnost, jak to aktivně chladit jinak než odparem nějaké kapaliny?
Jinak ruské atomové ponorky mívali oficiálně max ponoreni stanoveno na cca 600m ale zvládali i více jak 1000m. Skutečnost se asi nikdy nedozvíme. Běžná jaderná ruská ponorka by to tam zvládla asi dobře. Chvilinku. Americké na tom budou podobně.
Tak batyskafy se ponoří i na dno Mariánského příkopu, ale ty jsou z 10 cm oceli. Do kosmu dost těžký materiál.
Ale napadlo mě vyrobit elektroniku, která bude zvenku vypadat jako kámen, nebo keramika. A její provozní teplota by byla třeba 500 stupňů a tak by nepotřebovala žádné chlazení.
Zdroj uvadza, ze mission time by mal byt 6 mesiacov a to za danych okolnosti (tlak 90atp, teplota okolo 400 stupnov a superkriticke CO2) vylucuje, ze by sa to dalo aktivne chladit.
Je to naozaj zapeklity problem, pretoze pri tych teplotach nefunguje prakticky nic na co sme zvyknuti:
– baterie bud vybuchnu, zhoria, roztecu sa, alebo stratia kapacitu
– polovodice sa znicia
– vela magnetickych materialov strati magneticke schopnosti bud ciastocne, alebo uplne
– izolacie elektrickych vodicov zhoria
Samotny tlak nie je az taky problem, ak sa pripusti vysoka teplota vo vnutri „trupu“ – nehermetizovany dizajn.
Myslim, ze dokonca propozicie z elektrickych komponentov dovoluju iba „plain wire“ a indukcnost. Polovodice a elektricke kapacity su explicitne zakazane.
Vcera sme o tom s kamaratom premyslali a dosli sme k tomu, ze v lepsom pripade to bude mozne skonstruovat ako elektro-mechanicky pocitac, v horsom pripade sa to bude musiet konstruovat kompletne mechanicke. Ono totiz taky kram, ak ma mat pri tych „atmosferickych“ podmienkach veternik, musi byt dost tazky a nebude sranda tym pohnut. Moze byt vobec problem tam umiestnit elektromotory.
Jaké je nejchladnější místo na povrchu Venuše? Na Zemi jsou rozdíly až 150 stupňů, není tedy i na Venuši někde chladněji?
Nebo, jaká teplora je třeba metr pod povrchem? Nebylo by možné umístit chladiče třeba pod zem?
Vzhledem k husté atmosféře, která dobře vede teplo nejsou na Venuši prakticky žádné rozdíly mezi denní a noční stranou. Předpokládám, že u pólů to bude podobné.
Rozdíly teplot na Venuši jsou relativně malé, nejchladnější místo je asi nejvyšší vrchol Maxwell Montes, s „příjemnými“ 380°C.
Pod povrchem to taky asi lepší nebude. Předpokládá se, že Venuše je uvnitř pořád roztavená, takže teplota bude s hloubkou růst.
Hodně doporučuji si přečíst tento článek:
http://ceskavedadosveta.cz/cesky-vyzkum-muze-prispet-k-sonde-na-venusi-i-fuznim-reaktorum/
Vyjímám: Rok nazpět se takto podařilo vytvořit jednoduchý čip o 24 tranzistorech rovněž na bázi karbidu křemíku (SiC), který v simulovaných podmínkách Venuše přežil 21 dní.
Dobre chapem ze uz len ten senzor prekazok im chyba a vsetky ostatne problemy uz maju vyriesene?
Lebo teda myslim ze to by ludom pri navrhu pomohlo ze ako vyriesili problemy s tlakom a teplotou pri inej elektronike.
A ked chcu 6mesacnu misiu tak uz musia mat hrubu predstavu ako to urobit.
Alebo len zle chapem?
Vzhkledem k zadání by ta odměna měla být o 1 – 2 řády vyšší.
Toto by vdržela snad jen hypotetická elektronika na bázi uhlíku a něčeho. I tak to bude dost jednoduché. Vzhledem k tlaku tam atmosféra působí jako „řídká“ voda ( je asi jen o řád řidší než voda (naše atmosféra je o 3 řády řidsí než voda). Tedy vrtule by měla velkou účinnost i při menších otáčkách, ale chce to silný pohon. Solární pohon se mi nezdá. intenzita světala je tam jak na silně zamračeném nebi na zemi a současné panely 450°C nevydrží.
Kdyby to mělo silný jaderný zdroj energie, tak by se to dalo uděla jako tepelné čerpadlo (lednička) směrem ven, ale buď by to muselo být vícestupňové nebo používat jako chladivo CO2 za anomálních podmínek apod.
Je na rozhodnutí pro činnost na 6 měsíců, zda nevytvořit zcela novou jednoduchou elektroniku, která vydrží bez chlazení teplotu na povrchu, nebo navrhnout něco se silným zdrojem a chlazením hlavních částí. To je výběr jako mezi useknutím nohy nebo vypíchnutím oka bez umrtvení.
ciastocne suhlasim, ze by odmena mohla byt vyssia, hlavne ak sa vitazny napad realizuje, tak by si to zasluzilo nejaky bonus.
na druhej strane pevne verim, ze autor takehoto navrhu bude mat o karieru postarane.
problem s zivotnostou v atmosfere venuse je pomerne stary a doteraz sa nenaslo riesenie. bude to este zaujimave.
Uplatnil bych bych setrvačník .. fouká = stojím a roztáčím setrvačník, pokud to ještě jde. Nefouká = sunu se vpřed.
Anténa múže vysílat rychlost otáčení setrvačníku jako nosnou frekvenci a měřené veličiny modulovat amplitudově v multiplexu (nestálé délky). Na povrchu nejsou potřeba ani tranzistory ani baterie. Stroj vykonává činnosti pevým převodem, dálkově ovládané spojky by mohly být třístupňové = vypnuto, zapnuto, vypnuto, tak aby šly různé spojky ovládat různým kmitočtem & amplitudou, pokud je setrvačník nabitý a anténa příjmá danou frekvenci dané síly = suneme se například do prava.
Budou to nakonec krásné stroje. Bavíme.se o přistání na Venuši za 10 let?
To je pěkné. 🙂
Ale otáčení setrvačníku jako nosná frekvence? To by jste byl maximálně na jednotkách kHz a s tím se daleko nedovoláte.
A to řízení spojek rovnou z antény bez zesilovače…
No bude to chtít ještě poladit.
🙂
S ohledem na podminky mi prijde realistictejsi vznasedlo/vzducholod ve vyssich vyskach(sance pouziti FVE clanku) a jako bonus slouzici ve forme materske lod pro pruzkumne odolne drony , ktere by se ke vzducholodi vracely dobijet. Ale iluzi o zivotnosti dronu si moc nedelam.
Každá metoda má něco do sebe. Vzducholoď prozkoumá složení a pohyb atmosféry a v případně Venuše by mohla plout v relativně příjemném prostředí. Ale povrch nemůže prozkoumat o moc lépe než orbitální sonda.
Postavit primitivní dálkově ovládané autíčko s kamerou a vysílačem jen z elektronek by snad neměl být problém. Vysokoteplotní palivové články existují. A „Inteligentní“ řízení může klidně zůstat na oběžné dráze Venuše.
Zarážející je, že hledají řešení jen toho senzoru. Jako by ostatní měli hotové v šuplíku… Na mně to působí celé spíš jako pathfinder, tam na Venuši je všechno jinak a všechno nevyzkoušené.
Je fajn, že tu teplotu přežije nějaká ta elektronka nebo karbidový tranzistor, ale za těchto teplot nefunguje ani (elektro)magnet. Žádný běžný motor, žádné servo….
Pochopil jsem, že to má být v podstatě celé mechanické – z vrtule náhon na kola, ovládáno asi spojkami, systém lezu lezu nevím kam, jen nesmím spadnout do díry. Inteligence brouka. Ano, bývaly i čistě mechanické počítače, ale výkonově na úrovni kalkulačky. Takže od toho nelze moc očekávat. Plánování trasy určitě ne.
Napadlo mně, že nějaké velmi malé, izolované „jádro“ roveru by se dalo aktivně chladit – kompresor by byl přímo poháněný vrtulí. Pak by to mohlo mít slušnou kameru, počítač atd. V případě delšího bezvětří by ovšem chlazení nefungovalo a elektronika by značně trpěla. Nouzově by se dala ke chlazení dočasně vypnuté elektroniky použít vroucí voda, ta by se vařila při daném tlaku lehce pod teplotou 300°C a speciální elektronika by to mohla jakž takž vydržet (podmínky asi jako při pájení). Rover by si po opětovném probuzení asi nic moc nepamatoval, kromě kódu v ROM, ale mohl by dostat nové pokyny z orbiteru. Nebo by se použilo jiné chladící médium s vysokým měrným nebo skupenským teplem.
Souhlasím, že je celé to zadání dost podivné.
Ale proč by neměl za těch podmínek fungovat elektromagnet nebo motor?
Protože feromagnetické materiály ztrácí magnetické vlastnosti. Např. neodymové magnety už kolem 100°C.
Ale na elektromotor přece permanentní magnety nepotřebujete.
Kromě toho existují feromagnetické materiály, které těch 400-500 stupňů vydrží, kdyby je náhodou bylo na něco potřeba.
Dneska je i diskuse velmi zajímavá. Hezky jsem si početl. Pěkný, chlapci!
Dobře, máte pravdu. Existují. Když počítáme s tím, že se motor taky trošku zahřeje, potřebujete 500°C… s kobaltem (není nejlevnější) cosi jako motor vyrobíte. Ale není to jednoduché a zdá se, že NASA se o to ani nepokouší.
V praxi je dneska problém sehnat pitomý větráček nad 80°C, všechno je brushless, a tady jsme o 200°nad teplotou naplno zapnuté trouby, je to fakt brutální. Nejen běžné plasty, ale plasty plněné sklem, a dokonce i kapton, teflon, vše je nepoužitelné. Ale třeba pneumatický analogový počítač z keramiky tuto teplotu zvládne v pohodě. Možnosti tu jsou.