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金星高空作業平台概念

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美國航天局在金星上的漂浮前哨站想像圖

金星高空作業平台概念HAVOC)是美國太空總署一項載人探索金星任務的概念,所有載人部分的任務都將在比飛機更輕的飛行器或軌道上進行[1]

背景

金星是一顆溫室效應失控的行星,其表面溫度和壓力分別達到737 K(攝氏464°;華氏867°)和92(91個標準大氣壓)。常規火箭發動機在這種壓力環境下將無法運行。因此,即便可行,金星載人任務也歷來被認為是不現實的。但是,金星在載人旅行方面又具有一定的優勢,如比火星更近、引力類似地球(0.904G),大氣層能提供對太陽宇宙輻射一定程度的防護等[1]

過去所有在金星地表的探測活動時間都是以分鐘或小時來衡量,但蘇聯維加任務發射的小氣球卻取得了成功,兩隻氣球一直運行到電池耗盡(超過一天)[2]。在55公里(34英里)高空,金星大氣層為攝氏27°(華氏81°)和0.5巴(50千帕)(相當於地球上海拔約5500米(18000英尺)的壓力)。而且由於二氧化碳的大量存在,同等氣壓下金星的大氣密度遠比地球上的要大,因此,這些空氣起到了浮力氣體的作用。同時,擬定目標高度的重力加速度為8.73米/秒2,較地球表面的9.81米/秒2更低。

由於金星稠密大氣層與太陽風的交互作用,金星有一層感應磁層,它離太陽越近,就越靠近太陽磁場,從而降低了星際輻射水平。隨着深空暴露時間的減少,太空人受輻射水平預計將遠低於同等的火星任務[1][3]

任務概念

thumb詳細描述乘員下降過程順序的幻燈片

第一階段

第一階段是通過一艘31米(102英尺)長的飛艇進行無人探測,它將用來測試許多以後在載人版中使用的技術,包括飛艇、動力系統和空中捕獲和降落橇。

第二階段

第二階段是太空人環金星飛行,遠程組裝單個組件,所有準備工作完成後,機組人員將進行更大件的組裝。太空人返回地球之前,將有一艘返回艙被發送到太空人所在的金星近地軌道,以與他們在軌道會合。

第三階段

第三階段是下降到大氣層中,飛船外殼將用於散熱,隨後一架降落傘將被打開,以進一步減慢飛船下降速度,最後對飛艇充氣。一旦充氣後,機組乘員員將在飛船中生活相當於30個地球日的時間,然後乘坐金星上升載具分離和上升。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Arney, Dale; Jones, Chris. HAVOC: 金星高空作业平台概念-一项探索金星的策略. 太空 2015: 美國航空航天學會太空和航天論壇暨博覽會. 2015年8月31日至9月2日. 加利福尼亞州帕薩迪納. 2015 [2021年1月10日]. NF1676L-20719. (原始內容存檔於2021年1月12日). 
  2. ^ Preston, R. A.; et al. 通过维加气球上的地面无线电跟踪测定金星上的风速风向. 《科學》. March 1986, 231 (4744): 1414–1416. Bibcode:1986Sci...231.1414P. PMID 17748082. doi:10.1126/science.231.4744.1414. 
  3. ^ Landis, Geoffrey A. 金星移民. 人類太空探索、空間技術與應用國際論壇會議, Albuquerque NM. Feb 2–6, 2003, 654: 1193–1198. Bibcode:2003AIPC..654.1193L. doi:10.1063/1.1541418. ; draft version of 全文頁面存檔備份,存於互聯網檔案館) 可在美國宇航局技術報告伺服器上獲得(2012年5月16日訪問)

 

外部連結