Посадкові модулі, ровери та інші апарати для дослідження Венери зможуть отримати сонячну енергію навіть крізь щільну атмосферу планети — за допомогою платформи, яка літатиме над ними в хмарах. Вчені розрахували висоту, з якої вона зможе отримувати достатньо сонячної енергії, а також параметри лазера, яким можна живити апарати на поверхні тривалий час. Дослідження опубліковане у Acta Astronautica.

Чому апарати не зможуть самі собі забезпечити живлення?

Попри близьке сусідство, про Венеру досі відомо небагато. Через надзвичайно високу температуру поверхні планети (близько 460 градусів Цельсія), екстремально високий тиск (90 бар) та їдку атмосферу з щільних сірчаних хмар, Венеру досліджують здебільшого з орбіти, але не з поверхні. Останній апарат, що здійснював висадку, радянський «Венера-13», витримав на планеті трохи більше двох годин.

Втім, екстремальні умови — не єдиний виклик, який стоїть перед апаратами, що планують посадку на Венеру. На її поверхні через температуру і тиск тривалий час не зможуть працювати й сучасні енергетичні технології, як-от батареї, радіоізотопні термоелектричні генератори (на таких працює, наприклад, марсохід «Персеверанс»), а через щільну атмосферу на поверхню планети майже не досягають сонячні промені, які б живили сонячні панелі. Рішення знайшли вчені з Каліфорнійського технологічного інституту спільно з колегами.

Що пропонують дослідники?

Венера отримує вдвічі більше сонячного випромінювання у верхній частині своєї атмосфери, ніж Земля. Тому вчені вирішили, що можна зібрати надлишок і передати його на поверхню, використовуючи технологію бездротової передачі енергії за допомогою лазерів, яка полягає у перетворенні енергії випромінювання на електрику за допомогою фотовольтаїчних перетворювачів. Перевага цього типу передачі енергії полягає в меншому розсіюванні променя, у порівнянні з мікрохвильовими технологіями.

Моделювання вказує, що з-під хмар на висоті 47 кілометрів над Венерою можна зібрати достатньо енергії, щоб і живити сонячні панелі літального апарату, і щоб до 20 її відсотків передавати на поверхню. За розрахунками дослідників, знадобиться лазер з довжиною хвилі 1 022 нанометри і приймач діаметром у метр, який можна розмістити на відносно невеликому посадковому модулі.

Коли можна відправляти нову венеріанську місію?

Автори відзначають, що поки що не існує лазерів, які працюють на довжині хвилі, проте вчені відзначають, що перспективним варіантом є волоконні лазери, леговані ітербієм (YDFL), які зараз розробляються. Крім того, однією з серйозних проблем залишається можливість утримувати станцію, яка збиратиме та перенаправлятиме енергію, протягом тривалого часу над посадковим модулем. Проте, дослідники сподіваються, що їхній підхід зможе вирішити проблему тривалого вироблення електроенергії на поверхні Венери.