Die Venus wird umgangssprachlich als "Zwilling der Erde" bezeichnet, da sie Ähnlichkeiten mit unserem Planeten aufweist. Es überrascht jedoch nicht, dass Wissenschaftler nicht viel über Venus wissen. Zwischen der heißen und höllischen Landschaft, der extrem dichten Atmosphäre und den Schwefelregenwolken ist es praktisch unmöglich, die Atmosphäre und Oberfläche des Planeten zu erkunden. Darüber hinaus erschwert die langsame Rotation der Venus das Studium ihrer „dunklen Seite“ umso mehr.
Diese Herausforderungen haben jedoch eine Reihe innovativer Explorationskonzepte hervorgebracht. Eines davon stammt aus dem CRASH-Labor (Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids) der University of Buffalo, in dem Forscher ein einzigartiges Konzept entwerfen, das als bioinspirierter Strahl für extreme Umgebungen und zonale Erkundungen (BREEZE) bekannt ist.
Die BREEZE ist im Grunde ein verwandelndes Raumschiff, das mit den Flügeln schlägt, ähnlich wie ein Stachelrochen mit den Brustflossen schlägt, um den Auftrieb in der Atmosphäre der Venus aufrechtzuerhalten. Das Konzept ist eines von 12 revolutionären Konzepten, die von der NASA im Rahmen ihres NIAC-Programms (Innovative Advanced Concepts) ausgewählt wurden, mit dem innovative Projekte finanziert werden, die sich in der frühen Entwicklungsphase befinden.
Ähnlich wie ein Stachelrochen mit seinen großen Flossen mühelos schwimmt, würde das Design des BREEZE die starken Winde in der oberen Atmosphäre der Venus effizient nutzen. Das Schiff würde den Planeten alle vier bis sechs Tage umrunden und sich auf Sonnenkollektoren verlassen, um seine Instrumente wieder aufzuladen. Dies würde alle zwei bis drei Tage geschehen, während das Fahrzeug die Seite der Venus erkundet, die von der Sonne beleuchtet wird.
Die BREEZE würde atmosphärische Proben entnehmen, Wettermuster verfolgen, die Vulkanaktivität überwachen und andere Daten über die Umgebung der Venus sammeln. Aufgrund seines Designs eignet es sich besonders gut zur Erkundung der mysteriösen dunklen Seite der Venus. Wie Javid Bayandor, außerordentlicher Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik und leitender Ermittler des Projekts, erklärte:
„Indem wir uns an der Natur orientieren, insbesondere an den Meeresstrahlen, möchten wir die Flugeffizienz maximieren. Das Design wird ein bislang unerreichtes Maß an Kontrolle für ein solches Raumschiff ermöglichen, das starken zonalen und meridionalen Winden auf dem Planeten ausgesetzt wäre. “
Die dunkle Seite der Venus bleibt für Wissenschaftler ein Rätsel, da sie so lange Dunkelperioden erlebt. Dies liegt daran, dass die Rotationsperiode der Venus länger ist als ihre Umlaufzeit - d. H. Es dauert etwas mehr als 243 Tage, um sich einmal um ihre Achse zu drehen, und 225 Tage, um eine einzelne Umlaufbahn der Sonne abzuschließen. Infolgedessen beträgt die Zeit, die die Sonne benötigt, um an denselben Ort am Himmel zurückzukehren (ein Sonnentag), 116,75 Erdentage.
Der Schlüssel ist das einzigartige Design der Morphing-Flügel von BREEZE, die mithilfe eines internen Spannsystems Schub erzeugen, Kontrolle und Stabilität gewährleisten sowie zusätzlichen Auftrieb und mechanische Kompression bieten. All dies ermöglicht eine Auftriebskontrolle, sodass der BREEZE durch die Atmosphäre der Venus navigieren kann, so wie ein Stachelrochen durch das Wasser navigiert.
Dies ist besonders wichtig, da nur über den dichten Wolken der Venus, etwa 50 km über der Oberfläche, Temperaturen und Luftdruck stabil genug sind, damit ein Erkundungsboot überleben kann. Einige Wissenschaftler haben sogar spekuliert, dass in diesen Höhen Leben gefunden werden könnte, höchstwahrscheinlich in Form extremophiler Organismen, die in einer heißen und sauren Umgebung leben können (auch bekannt als thermoacidophil).
Diese Technologie könnte auch Missionen in Unterwasserumgebungen hier auf der Erde und zu anderen Körpern im Sonnensystem mit dichten Atmosphären ermöglichen. Dies gilt insbesondere für Titan, den größten Saturnmond und den einzigen anderen Körper im Sonnensystem, der eine dichte stickstoffreiche Atmosphäre aufweist (ungefähr 1,45-mal so dick wie die der Erde). Auch hier suchen Raumfahrtagenturen nach langfristigen Missionen, um die exotische Umgebung zu erkunden.
Es ist auch eine von vielen inspirierten Ideen, die in den letzten Jahren vorgeschlagen wurden, um die Atmosphäre der Venus zu erkunden. Andere Konzepte wie die fliegenden Drohnen, die von der in Boulder ansässigen Firma Black Swift Technologies (in Zusammenarbeit mit der NASA) entwickelt werden, und die Venus Aerial Mobil Platform (VAMP), die derzeit von Northrop Grumman erforscht wird.
Die nächsten zwei Jahrzehnte werden eine aufregende Zeit für die Erforschung des Weltraums sein. Ob von Stachelrochen inspirierte Segelflugzeuge in der Atmosphäre der Venus, von Libellen inspirierte Drohnen am Himmel des Titan oder von Schlangen inspirierte Roboter unter der Marsoberfläche - es gibt mehrere vorgeschlagene Missionen, um exotische und mysteriöse Umgebungen zu erkunden. Ein Großteil des Verdienstes dafür geht an Designer und Ingenieure, die ihr Denken über den Tellerrand hinaus auf den Tisch bringen.
