Venus Atmospheric Maneuverable Platform ( VAMP ) es un concepto de misión de las empresas aeroespaciales Northrop Grumman y LGarde para una aeronave inflable semiflotante, de larga duración y motorizada que exploraría la atmósfera superior del planeta Venus en busca de biofirmas [1] [2], así como para realizar mediciones atmosféricas. La aeronave inflable tiene una forma trapezoidal que a veces se denomina ala delta o ala volante , y tendría hélices duales impulsadas eléctricamente que se guardarían durante la entrada atmosférica.
Se propone que la aeronave sea lanzada como una carga útil secundaria en otra misión espacial a Venus, probablemente en el Venera-D de Rusia en 2029. Durante el día, VAMP podría realizar mediciones científicas continuas, mientras que por la noche el vehículo descendería a 50 km de altitud, donde estaría completamente flotante, permanecería en un estado de menor potencia y aún realizaría mediciones científicas modestas a la altitud de flotación. La capa de nubes inferior de Venus, ubicada entre 47,5 y 50,5 km de altitud, es ácida, pero algunos astrobiólogos la consideran un objetivo para la exploración debido a las condiciones favorables para la vida microbiana, incluidas temperaturas y presiones moderadas (~60 °C y 1 atm). [3]
La habitabilidad de las nubes de Venus ha sido un tema de discusión desde que los científicos Harold Morowitz y Carl Sagan especularon al respecto en 1967. [3] Desde entonces, estudios posteriores han destacado el potencial de habitabilidad microbiana en las capas de nubes de Venus debido a las condiciones químicas y físicas favorables, incluida la presencia de compuestos de azufre, dióxido de carbono (CO2 ) , agua y temperaturas moderadas (0-60 °C) y presiones (~0,4-2 atm). Sin embargo, se sabe que las condiciones de la superficie del planeta son inhóspitas, con temperaturas superiores a los 450 °C (860 °F). [4]
Las imágenes ultravioleta (UV) de Venus revelan áreas localizadas a la altura de las nubes que causan absorción entre 330 y 500 nm. Los contrastes UV de Venus se observaron por primera vez en fotografías terrestres en 1928 y posteriormente se midieron mediante polarimetría terrestre en 1974, espectroscopia en 1978 y por naves espaciales desde 2008. [3] A pesar de las investigaciones de las naves espaciales desde la órbita de Venus Express , Akatsuki y MESSENGER , y las sondas de entrada Venera ( programa Venera ), las observaciones espectroscópicas muestran que las manchas oscuras están compuestas de ácido sulfúrico concentrado y otras partículas desconocidas que absorben la luz, pero las propiedades químicas y físicas de estos contrastes aún se desconocen. [3] [4]
Dado que algunos modelos sugieren que Venus alguna vez tuvo un clima habitable con agua líquida en su superficie durante 2 mil millones de años, algunos científicos especulan que estas características de absorción podrían ser causadas por grandes masas de microorganismos suspendidos en la capa de nubes inferior, [3] [4] [5] [6] y prosperar hipotéticamente con un metabolismo centrado en hierro y azufre . [3] En la Tierra, algunas bacterias extremófilas pueden prosperar en condiciones muy ácidas, pueden alimentarse de dióxido de carbono y excretar ácido sulfúrico. [4]
El concepto de la Plataforma Maniobrable Atmosférica de Venus (VAMP) comenzó en 2012 a través de una colaboración entre las empresas aeroespaciales Northrop Grumman y LGarde , y consiste en una aeronave inflable semiflotante con una carga útil científica que puede realizar mediciones in situ de la atmósfera de Venus. [9] La aeronave es escalable; la versión más pequeña tendría una envergadura de 6 m y una masa de 90 kg incluidos los instrumentos; [10] una de tamaño mediano tendría una envergadura de 30 m y una masa de 450 kg, mientras que la versión a escala real tiene una envergadura de 55 m y una masa de 900 kg. [10]
El VAMP se desplegaría en el espacio mediante la nave nodriza en órbita, se inflaría y volaría hacia la atmósfera de Venus sin una cubierta aerodinámica. [11] [12] La aeronave tendría una flotabilidad del 10% y podría viajar a 110 km/h cuando usara propulsión y, por lo tanto, proporcionaría el 90% de sustentación. [13] La fuente de energía serían paneles solares y baterías. [12] [13]
Cuando no está propulsada, la aeronave se hunde a una altitud de ≈55 km sobre el suelo, donde alcanza el 100% de flotabilidad. [13] [9] Un vehículo flotante pasivamente también simplifica las operaciones nocturnas, así como los procedimientos de modo seguro para la recuperación. [13] La aeronave podría operar desde varios meses hasta un año, [14] y debe ser apoyada por un satélite de retransmisión de comunicaciones en órbita para un control interactivo, pero no en tiempo real. [13] VAMP volaría a altitudes entre 50 y 65 km [14] y cubriría una amplia gama de latitudes y todas las longitudes. [13] Hay investigaciones en curso sobre la forma de la aeronave, su despliegue y la resistencia de diferentes membranas envolventes al entorno químico (ácido) y térmico de Venus. [13] [15] [16] El equipo también está evaluando el uso de una forma lenticular que simplificaría significativamente el empaque, la secuencia de despliegue y la masa estructural, pero no navegaría tan eficientemente. [13]
El concepto del vehículo también se presentó en mayo de 2017 como una prueba de concepto para la exploración de otros planetas y lunas del Sistema Solar con atmósfera. [12] [17]
El concepto preliminar de 2013 prevé un conjunto de instrumentos que la NASA denomina «Misión de referencia de diseño de Venus» para un globo. Se estima que su masa es de 20 kg y necesitaría 50 W de potencia eléctrica para funcionar. [13] Los instrumentos teóricos consisten en: [7]
Actualmente se está debatiendo la posible participación de la NASA en la misión rusa Venera-D , prevista para finales de la década de 2020. En 2014, los científicos rusos preguntaron a la NASA si estarían interesados en colaborar con algunos instrumentos para la misión. [18] [19] En virtud de esta colaboración, Venera-D podría incorporar algunos componentes estadounidenses, incluidos globos, un subsatélite, una estación de superficie de larga duración (24 horas) o una plataforma aérea maniobrable. [4] [18] [20] Cualquier posible colaboración aún está en discusión. [4] [18] [19]
Los ingenieros que trabajan en el concepto VAMP afirman que el avión es escalable, por lo que una versión de "tamaño mediano" podría potencialmente volar junto con la misión Venera-D. Esta versión tendría una envergadura de 30 m y una masa de 450 kg, incluidos los instrumentos. [10]
Northrop Grumman también está pensando en participar en el concurso del programa New Frontiers de la NASA . [21] Si es seleccionado, podría recibir hasta mil millones de dólares para la maduración del diseño, el desarrollo, el lanzamiento y las operaciones. [15] Sin embargo, los expertos han señalado que, tal como se propone, el VAMP no puede responder a todas las preguntas clave requeridas por la hoja de ruta científica de 2014 del Grupo de Análisis de Exploración de Venus (VEXAG) creado por la NASA, y carecería de mediciones de la superficie y de las mediciones de la interacción de la superficie con la atmósfera. [15]