Avec toutes les missions orbitales sur les différentes planètes de notre système solaire, les scientifiques ont pu glaner une quantité incroyable de données pour nous aider à comprendre nos mondes voisins. Mais imaginez une mission qui pourrait voler plus bas que les altitudes orbitales - en fait voler dans l'atmosphère d'une autre planète et plus près de la surface - et imaginez à quel point les données pourraient être plus détaillées. Ce type de mission serait particulièrement utile sur Vénus, où la chaleur intense et la pression d'air écrasante à la surface empêchent fondamentalement le succès de tout type de mission d'atterrisseur. Ainsi, l'année dernière, lorsque la NASA a formé une équipe de définition des sciences et de la technologie (STDT) pour étudier le concept d'une mission phare sur Vénus, le docteur Geoffrey Landis attendait dans les coulisses. Au cours des dernières années, Landis et un groupe de scientifiques et d'ingénieurs du Glenn Research Center de la NASA ont étudié le concept d'un avion à énergie solaire à Vénus. Landis dit qu'un petit avion propulsé par l'énergie solaire pourrait voler en continu dans l'atmosphère de Vénus, et serait un véhicule idéal pour recueillir des données sur l'atmosphère et la surface de la planète, avec la capacité de manœuvrer presque n'importe où.
"Il y a beaucoup d'intérêt pour Vénus en ce moment", a déclaré Landis. "Nous avons regardé Mars un peu ces derniers temps, et à certains égards, Mars est le jumeau de la Terre, mais à bien d'autres égards, Vénus est le jumeau de la Terre. Nous apprenons donc beaucoup de choses sur la Terre en étudiant Vénus. »
Un avion à énergie solaire intéresse depuis longtemps Landis. «J'ai passé beaucoup de temps dans des modèles réduits d'avions universitaires, donc l'idée de piloter un avion sur Vénus m'a paru très intéressante», a-t-il déclaré.
Depuis 2000, Landis et son équipe étudient ce concept et Landis a récemment présenté ses conclusions au STDT de la NASA pour Vénus. "J'ai essayé de susciter l'enthousiasme pour les choses que nous avons faites", a-t-il déclaré. Le principal travail que le groupe a effectué jusqu'à présent a été de se concentrer sur l'avion lui-même, vérifiant que le concept va réellement fonctionner.
"Nous avons effectué une étude de conception approfondie afin de déterminer s’il existe des bouchons", a déclaré Landis. "Nous ne pensons pas qu'il y en ait. Nous pensons que c'est un projet très réalisable. »
L'avion devrait se replier pour tenir à l'intérieur d'une petite coque aérodynamique pour une mission scientifique de classe «Découverte». Après son arrivée à Vénus, l'engin se déploierait depuis la coque, se déplierait et commencerait à glisser dans l'atmosphère. Avec des cellules solaires couvrant toute la surface, l'avion volerait strictement à l'énergie solaire, sans avoir besoin de carburant. L'équipe a mis au point un design pliable qui a une envergure de 9 mètres et une longueur d'un peu moins de 7 mètres.
Étonnamment, la densité de l'atmosphère de Vénus ne devrait pas être un problème pour une mission d'avion solaire. "Aux altitudes que nous piloterons, ce serait comme voler à des altitudes modérées sur Terre", a déclaré Landis. «Vénus est en fait une planète très facile à piloter. Fait intéressant, le problème sur Vénus est le vent. Il s’avère que c’est une planète très venteuse, et nous aimerions pouvoir faire voler notre avion solaire sous le soleil, donc nous devons voler plus vite que le vent pour rester au soleil. Si nous pouvons le faire, nous pouvons essentiellement voler pour toujours. »
L'engin devrait être capable de voler de façon soutenue à la vitesse du vent ou au-dessus, à environ 95 m / s au sommet du nuage, à 65 à 75 km au-dessus de la surface. Pour l'exploration à des altitudes plus basses, l'avion pourrait planer pendant des périodes de plusieurs heures, puis remonter à des altitudes plus élevées, permettant ainsi de sonder les couches nuageuses. Mais l'avion devrait être exposé au soleil pendant la majorité du temps. L’analyse par l’équipe d’un vol utilisant le stockage sur batterie montre que cela ne fonctionnerait pas pour maintenir l’avion en vol sur la batterie pendant le passage à travers la nuit de la planète.
En ce qui concerne la science qui peut être glanée d'un avion à énergie solaire à Vénus, l'équipe de Landis a principalement envisagé une mission pour étudier l'atmosphère de Vénus. Cependant, ils ont également envisagé de l'utiliser pour une mission radar, et en particulier si deux avions pouvaient être utilisés, l'un pourrait être un émetteur et l'autre un récepteur pour faire ce qu'on appelle le "radar bistatique" où vous faites varier l'angle entre le transmission et le récepteur pour fournir des informations supplémentaires sur la planète. Mais surtout, un avion vole beaucoup plus près de la surface qu'un vaisseau spatial en orbite, pour recueillir des informations plus détaillées sur la planète.
L’équipe actuelle de l’équipe de Landis a été de décider quel type de science pourrait être fait et comment le mieux pourrait être réalisé. "Ce que nous avons fait récemment, c'est simplement d'étudier Vénus et de nous demander ce que nous voulons faire", a déclaré Landis. «Un avion est-il la bonne chose? Nous avons également étudié les dirigeables. Vous pouvez faire voler un zeppelin sur la planète Vénus, qui présente à la fois des avantages et des inconvénients par rapport à un avion, nous nous demandons donc à quelle altitude dans les nuages voulons-nous voler - au-dessus, en dessous ou dans les nuages - et quelle science pouvons-nous faire? La partie très dure de Vénus vole bas. Il est très facile de voler haut, mais plus vous pourrez voler bas, meilleure sera la science que vous pourrez accomplir. Mais voler à basse altitude sera difficile. »
Chose intéressante, l’année dernière, des étudiants de l’Université de Boston ont également mené une étude de conception d’un avion solaire à Vénus, et ils ont examiné la conception proposée par l’équipe de Landis. Les étudiants BU ont également conclu que la mission était tout à fait réalisable. «Ils ont examiné la conception de base de l'avion: pouvez-vous réellement voler sur Vénus? Nous avons examiné des choses comme: pourriez-vous le replier dans l'aérosol, et comment serait-il déployé, etc. », a déclaré Landis. "Nous avons trouvé que cette deuxième étude était un test de santé mentale très utile pour nous, qu'un groupe indépendant de personnes a examiné nos idées et a dit que non, ce n'était pas hors de question."
Alors, quand une mission d'avion à énergie solaire pourrait-elle être prête à survoler Vénus? "Cela dépend de la difficulté de la mission que vous voulez accomplir", a déclaré Landis. "Si vous effectuez une simple mission dans un avion solaire, nous avons montré qu'il n'y a pas d'étaleurs de technologie dans l'avion lui-même, donc je pense que c'est quelque chose que nous pourrions faire à court terme, d'ici la prochaine décennie. Mais plus la mission vous intéresse, disons si vous êtes intéressé à voler à basse altitude ou dans les régions polaires, les endroits où il est plus difficile de voler, nous devons reculer et réfléchir au type de véhicule approprié. serait."
Cet article traite de plus d'informations sur l'avion à énergie solaire Venus
