Et urværk til venus

Et godt ur kan tage tæsk og blive ved med at tikke. Med de rigtige dele, kan en rover gøre det samme på en planet som Venus?

Et koncept, der er inspireret af computere med urværk og tanke fra 1. verdenskrig, kan en dag hjælpe os med at finde ud af det. Designet bliver undersøgt på NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien.

Automaton Rover for Extreme Environments (AREE) er finansieret til undersøgelse af NASA Innovative Advanced Concepts -programmet. Programmet tilbyder små tilskud til udvikling af teknologi i tidlige stadier, giver ingeniører mulighed for at udarbejde deres ideer.

AREE blev første gang foreslået i 2015 af Jonathan Sauder, en mekatronik ingeniør på JPL. Han var inspireret af mekaniske computere, som bruger håndtag og gear til at foretage beregninger frem for elektronik.

Ved at undgå elektronik, en rover kan måske bedre udforske Venus. Planetens helvedes atmosfære skaber pres, der ville knuse de fleste ubåde. Dens gennemsnitlige overfladetemperatur er 864 grader Fahrenheit (462 grader Celsius), høj nok til at smelte bly.

Steampunk computing

Mekaniske computere har været brugt gennem historien, oftest som matematiske værktøjer som tilføjelse af maskiner. Den mest berømte kan være Charles Babbages Difference Engine, en opfindelse fra det 19. århundrede til beregning af algebraiske ligninger. Den ældste kendte er Antikythera -mekanismen, en enhed, der bruges af gamle grækere til at forudsige astronomiske fænomener som formørkelser.

Mekaniske computere blev også udviklet som kunstværker. I hundredvis af år, urværksmekanismer blev brugt til at skabe automater til velhavende lånere. I 1770’erne, en schweizisk urmager ved navn Pierre Jaquet-Droz skabte "The Writer, "en automat, der kan programmeres til at skrive enhver kombination af bogstaver.

Sauder sagde, at disse analoge teknologier kunne hjælpe, hvor elektronik typisk fejler. I ekstreme miljøer som overfladen af ​​Venus, mest elektronik vil smelte ved høje temperaturer eller blive tæret af svovlsyre i atmosfæren.

"Venus er for ugæstfri for slags komplekse kontrolsystemer, du har på en Mars -rover, "Sauder sagde." Men med en fuldt mekanisk rover, du kan muligvis overleve så længe som et år. "

Vindmøller i midten af ​​roveren ville drive disse computere, så den kan vende på hovedet og blive ved med at køre. Men planetens miljø ville byde på masser af udfordringer.

Den ekstreme planet

Intet rumfartøj har overlevet den venusianske overflade i mere end et par timer.

Venus 'sidste besøgende var de sovjetiske landmænd Venera og Vega. I 1970’erne og 1980’erne, de sendte en håndfuld billeder tilbage, der afslørede en skæv, gas-kvalt verden.

"Når du tænker på noget så ekstremt som Venus, du vil virkelig tænke derude, "sagde Evan Hilgemann, en JPL -ingeniør, der arbejder med højtemperaturdesign til AREE. "Det er et miljø, vi ikke ved meget om ud over det, vi har set i billeder fra sovjettiden."

Sauder og Hilgemann forbereder sig på at bage mekaniske prototyper, giver dem mulighed for at undersøge, hvordan termisk ekspansion kan påvirke deres bevægelige dele. Nogle komponenter i de sovjetiske landere var faktisk blevet designet med denne varmeudvidelse i tankerne:deres dele fungerede ikke korrekt, før de blev opvarmet til venusianske temperaturer.

Tankbaner til Venus

AREE indeholder en række andre innovative designvalg.

Mobilitet er en udfordring, i betragtning af at der er så mange ubekendte om den venusianske overflade. Sauders originale idé var inspireret af "Strandbeests" skabt af den hollandske kunstner Theo Jansen. Disse edderkoppelignende strukturer har spindlede ben, der kan bære deres masse på tværs af strande, drives udelukkende af vind.

Ultimativt, de virkede for ustabile til stenet terræn. Sauder begyndte at se på tankdækbaner fra 1. verdenskrig som et alternativ. Disse blev bygget til at rulle over skyttegrave og kratere.

Et andet problem vil være kommunikation. Uden elektronik, hvordan ville du overføre videnskabelige data? Nuværende planer er inspireret af en anden ældgammel teknologi:Morse-kode.

Et kredsende rumfartøj kunne pinge roveren ved hjælp af radar. Roveren ville have et radarmål, som hvis formet korrekt, ville fungere som "stealth -teknologi omvendt, "Sagde Sauder. Stealth -fly har specielle former, der spreder radarsignaler; Sauder undersøger i stedet, hvordan disse mål formodes at reflektere signaler i stedet. Tilføjelse af en roterende lukker foran radarmålet ville give roveren mulighed for at dreje lysstyrken, reflekteret sted til og fra, kommunikerer meget som signallamper på marineskibe.

Nu i sin anden fase af NIAC -udviklingen, JPL -teamet udvælger dele af AREE -konceptet, der skal forfines og prototypes. Teammedlemmer håber at udforme et rover -koncept, der i sidste ende vil kunne studere geologi i Venus og måske bore et par prøver.