Óraműves rovert küldenének a Vénuszra

Mint ismert, a szépség és szerelem római istennőjéről elnevezett Vénusz a naprendszer legforróbb bolygója. Felszínén 464 fok az átlaghőmérséklet, és akkora a nyomás, mint 900 méterrel a földi óceánok mélyén. A légkör 96 százalékban szén-dioxidból áll, az ég állandóan borult a vastag kénsavfelhők miatt. Szerencsére az ezekből hulló kénsav soha nem éri el a felszínt, és a villámok dobják fel a permanens félhomályt. 

A Szovjetunió, amíg létezett, nagyon aktívan kutatta a bolygót. 1982. március elsején Venyera–13 szondájuk maradt legtovább életben a felszínen: 127 percig kommunikált. Ez azért hatalmas siker, mert a szonda élettartamát 32 percre tervezték. Az eszköz így elsőként rögzítette saját leérkezésének és az idegen bolygó felszíni széljárásának hangját.

A Venyera–13 összes elektronikáját egy nyomásálló titántartályban helyezték el, amelyet leszállás előtt hűtöttek le, amennyire lehetett. 

A technika mai szintjén is nagyjából ennyit tehetnénk: minden érzékeny rendszert egy szigetelt tárolóba pakolnánk, amire egy elképesztően erős légkondicionálót építenénk, amit elképesztően radioaktív anyaggal meghajtott Stirling-motorok táplálnának energiával. A dologba milliárdokat ölhetnének, a végeredmény ugyanaz: ötszáz fokon előbb-utóbb minden megsül, és az elektronikának kampec.

Vissza a jövőbe

A NASA JPL űrmeghajtási labor mérnökei a probléma megoldása érdekében elképzelték az elképzelhetetlent: egy számítógépek és elektronika nélküli, tisztán mechanikus Vénusz-járót.

A szélsőséges környezeteknek ellenálló gépesített rover (Automaton rover for extreme environmens, vagyis AREE) fogaskerekekkel és rugókkal oldana meg minden feladatot, az energiatermeléstől és -tárolástól a tájékozódáson és mozgáson át a kommunikációig.

Furán hat az egész elgondolás, de csak azért, mert az elektronika csodáival vagyunk körülvéve, ezért ritkán jut eszünkbe, hogy milyen elképesztő eredményeket értünk el mechanikával.

Ott van például az Antikhütéra-szerkezet, az ókori kozmikus modell. Charles Babbage XIX. századi mechanikus differenciálgépe. Vagy a szovjet tervezésű Globus IMP űrnavigáció, amit a hatvanas évektől 2002-ig aktívan használtak.

Jelenleg nagyon sok Vénusz-küldetés-terv létezik. Mindegyik nagyjából annyiba kerülne, mint a Mars Curiosty, nagyon összetettek, és 2-től 24 óráig tartó élettartammal számolnak. A mi elképzelésünk ezt az időt egy hónapra növelné

– mondja Jonathan Sauder, az AREE-program vezetője az IEEE Spectrumnak.

Az ideális Vénusz-járó 1,5 méteresnél nagyobb lenne. A kutatók, ha tehetnék, 2,5 méteresre építenék, hogy biztosan át tudjon kelni a tesszerának nevezett legnehezebb terepen, ami például vulkanikus tevékenység által sziklákkal teleszórt sivatag.

Az elsődleges cél, hogy helyváltoztatási módszert a lehető legrobusztusabb legyen. A másodlagos cél, hogy sok egyszerű reaktív mechanizmust használjunk, ami vezeti a Vénusz felszínén haladó járművet. Biztos feltűnik, hogy az első képeken az eszköz úgy néz ki, mint Theo Jansen mozgó szobrai, a Strandbeestsek, amelyek félig önállóan sétálgattak a holland tengerpartokon

– meséli Sauner.

A fejlesztés elején konkrétan Jansennel dolgoztunk: eljött a JPL-be egy kétnapos közös mérnöki konzultációra, hogy megossza velünk a Strandbeestsekkel szerzett harmincéves tapasztalatát. Az egyik első dolog, amit mondott, az volt, hogy felejtsük el a lábakat. Ha a Stranbeests alkotója azt mondja, hogy hagyjuk a lábakat, akkor tényleg jobb, ha más utat keresel

– tette hozzá.

A koncepció következő változata az első világháborús brit tankokhoz hasonló körbelánctalpas-gép lett, ami egy borulás után átfordulva is képes továbbhaladni.

De hogyan telefonál?

Ezen a ponton felmerülhet a kérdés, hogy mi értelme mechanikus Vénusz-járót készíteni, ha elektronika nélkül nem tudja rádión visszaküldeni a mérési adatokat.

Az adatok rögzítése megoldható mechanikusan, például fémlemezekre írva. Egy megabit adat elférne egy ilyenen, de mi legyen a lemezzel? Az egyik ötlet szerint hidrogénballonok emelnék a magas légkörbe, ahol egy napelemes drón elkapná a küldeményt, és beolvasná a bolygó körül keringő műholdnak.

Megoldásként felmerült a vákuumcsöves rádió, mivel a vákuumcsöveknek nem jelent problémát a hő – a Vénusz felszínén azonban különösen nehéz megtartani a vákuumot.

Az AREE fejlesztői ismét különös ötlettel álltak elő: radarreflektort szerelnek a jármű hátára. Ennek lényege, hogy a felület visszaverné a felette elhaladó műhold radarsugárzását, amit a fölé becsúszó, nem tükröző takaróval szakítanának meg. Ezzel a módszerrel a keringő egység minden áthaladásakor 1000 bitet közölhetnének, ez napi 32 változó (vagy mérés) továbbítását jelentené. 

A mechanikus kutatórobotnak nemcsak a Vénuszon vennék hasznát, de a Jupiter holdján, az Europán is, ahol nagy energiájú sugárzás bombázása pusztítja az elektronikát. A Földön is bevethetik, vulkanikus vagy radioaktív környezetben. Nagy előnye továbbá, hogy magas hőfokon sterilizálható, így például nem okozna biológiai szennyezést, ha például a Mars sarkain folyékony vízben élő dolgokat kellene felfedeznie.

Az AREE-vel kapcsolatos munkát ismételten támogatta a NASA innovatív fejlesztéseket pénzelő programja. Sauder szerint az új fejlesztési ciklusban egy hőálló központi órát építenek, kidolgozzák a kommunikációs rendszert, és a lánctalpakat várhatóan kerekekre cserélik.

(IEEE Spectrum)

(Borítókép:  Az Európai Déli Obszervatórium által 2020. szeptember 14-én közreadott ALMA űrtávcső segítségével készült kép a Vénusz bolygóról.  Fotó:  MTI / EPA / European Southern Observatory / ESO / M. Kornmesser / NASA / JPL / Caltech)