Летим на Венеру в 2016

ИМХО, так самое интересное на Венере и происходит в облачном слое...
Огурчики под полиэтиленовой плёнкой вполне можно выращивать

Температура атмосферы у поверхности Венеры чрезвычайно высока — около 470°С. Причем ее перепады от дня к ночи составляют не более 1°, а от экватора к полюсам — не более 12°. Но вот с высотой температура заметно понижается — на вершинах наиболее высоких гор она почти на 100° ниже, чем в низменностях. Хотя по земным меркам это все равно — страшная жара.
Атмосферное давление на поверхности Венеры, почти в 100 раз превышающее земное, можно сравнить с давлением воды в земных океанах на глубине около 1 км.
Плотность атмосферы у ее поверхности примерно в 50 раз больше, чем тот же земной показатель. 40% массы венерианской атмосферы находится в пределах 10 км от поверхности планеты.

Облачный покров планеты трехслойный: на высотах от 70 до 90 км находится разреженная стратосферная дымка, на 50—70 км — основной облачный слой, а на 30—50 км — подоблачная дымка. Основной облачный слой весьма стабилен, хотя местами он гуще, а местами чуть более прозрачный. Он оранжево-желтого цвета. Такой цвет неба, необычный для жителей Земли, обусловлен тем, что атмосфера Венеры состоит из СО2, крупные молекулы которого рассеивают именно эту часть солнечного света. Облака на Венере имеют очень высокую яркость, отражая около 80% света (это сопоставимо с отражательной способностью кучевых облаков в атмосфере и ледяных полярных шапок на поверхности Земли). В облаках содержатся аэрозольные частицы серной кислоты, а также водяной пар. Температура в этом слое — около 10°С. Измерения с космических станции показали, что даже в самой плотной части основного слоя облаков (57—61 км) схож со слабым земным туманом или дымкой, поскольку дальность видимости в нем составляет 1—3 км. Наиболее резкая граница изменения физических параметров в облачном покрове Венеры (освещенность, плотность, прозрачность и др.) происходит на уровне 50 км, где лежит нижняя граница облаков. Структура облачного слоя на дневной и ночной сторонах планеты — различна. Постоянный ярус облаков существует только выше уровня 50±2 км. Расположенный ниже него слой (подоблачная дымка) имеет иной химический состав и появляется только в ночное время, распространяясь вниз до уровня 37 км — к полуночи и до 30 км — к рассвету. К полудню эта дымка рассеивается. Облачный слой стремительно перемещается с востока на запад над медленно вращающейся планетой, делая один оборот вокруг нее за 4 земных суток. Ветры в нем на высотах 50—60 км достигают сверхураганных (более 12 баллов) скоростей — 100—110м/сек (около 400 км/час). С приближением к поверхности, начиная с высоты 20 км, скорость ветра резко уменьшается и на высоте 10 км составляет уже лишь 3 м/сек (около 10 км/час). На самой же поверхности планеты (на высоте около 1 м) ветер дует со скоростью 0,5—1 м/сек (2—4 км/час). Однако надо иметь в виду, что на Венере это ветер из воздуха, который в 50 раз плотнее земного, поэтому создаваемое им давление гораздо больше.

---

«Гвоздь» проекта — небольшой самолетик, названный стратопланом, летающий на тросе намного ниже гондолы. С его помощью будут регулироваться высота и направление полета аэростата.

Источник ЛАБОРАТОРИЯ МЕТЕОРИТИКИ ГЕОХИ РАН
Global Aerospace Corporation

Размышляя о возможностях создания долговременно летающей лаборатории для Венеры, прежде всего, естественно, приходишь к аналогам аэростата или дирижабля. И главным образом потому, что они могут длительное время находиться в полете, не требуя затрат энергии.
Для осуществления полета аппаратов аэростатного типа также требуется доставка на планету довольно большой массы. Речь идет о рабочем теле для аэростата, о том газе, которым нужно заполнить его оболочку, чтобы получить необходимую подъемную силу. Сам этот газ, разумеется, весит немного, но доставлять его на планету нужно в сильно сжатом виде. А при этом тара — баллоны высокого давления — весит во много раз больше, чем сам газ, само рабочее тело. Так, скажем, если остановиться на традиционном легком газе для аэростатов, на гелии, то для полета в атмосфере Венеры вес его составит всего 9 процентов от веса всего аппарата, но баллоны, в которых будет доставляться гелий, находящийся под давлением 300-350 атмосфер, будут весить примерно столько же, сколько сам аппарат.
Эти предварительные расчеты, видимо, свели бы на нет достоинства аэростатов для полета в венерианской атмосфере, если бы не одно особое обстоятельство — высокая температура атмосферы как вблизи самой поверхности планеты, так и на довольно большой высоте.
Как известно, температура у поверхности Венеры достигает примерно 500°С, а это позволяет использовать совершенно особую тактику заполнения аэростатов рабочим телом: на планету в баллонах низкого давления доставляются нормальные земные жидкости, такие, например, как вода или аммиак, затем под действием высокой температуры они без каких-либо дополнительных затрат энергии превращаются в пар, который и служит рабочим телом для аэростата.
Нетрудно догадаться, что в атмосфере, температура которой с высотой понижается, подъем аэростата ограничивается характеристиками самого рабочего тела. Так, в нашем конкретном случае аэростат, заполненный водяными парами, будет подниматься до тех пор, пока понижение температуры не приведет к конденсации паров, не превратит их в воду. Расчеты показывают, что в реальных условиях атмосферы Венеры, предельная высота подъема, то есть полетный потолок для аэростата, заполненного водяными парами, составляет примерно 39 километров; для аэростата, заполненного парами метилового спирта, — 45 километров и парами аммиака — более 100 километров.
Теперь представим себе, что в летательном аппарате используются два разных газа, два рабочих тела — основное и вспомогательное. Это, как и в предыдущем случае, доставленные на Венеру жидкости, которые под действием высокой внешней температуры уже на самой планете превращаются в газ. Основной газ, основное рабочее тело, обеспечивает подъем аппарата до некоторой максимальной высоты (для данного вещества) и все время находится в газообразном состоянии. Но еще до того, как эта высота будет достигнута, вспомогательное рабочее тело (именно так выбраны его характеристики!) начнет конденсироваться: из газообразного состояния переходить в жидкое, превращаясь для летательного аппарата в балласт. Под влиянием этого балласта аппарат начнет снижаться.
Если собрать в баллон превратившееся в жидкость вспомогательное рабочее тело и сохранить его в этом баллоне, то можно осуществить снижение до самой поверхности планеты. Если же вспомогательное рабочее тело в виде пара вновь направить в оболочку аэростата (превращение жидкости в пар — процесс естественный при спуске аппарата, то есть при погружении его в более нагретые слои атмосферы), то снижение на какой-то высоте сменится подъемом. В зависимости от режима подачи вспомогательного рабочего тела в оболочку аэростата и возможности совершать поступательное движение возможны самые разные варианты циклов «спуск — подъем». Некоторые из них показаны на втором рисунке и обозначены цифрами 1-10. На этом рисунке схематично показаны основные процессы, происходящие при подъеме и спуске аэростата, у которого в качестве основного рабочего тела используются пары аммиака, а в качестве вспомогательного — пары воды.
И вот еще что интересно. Движение аэростатного летательного аппарата «вверх-вниз-вверх-вниз...» осуществляется практически бесплатно: все затраты энергии сводятся к перемещению дроссельной заслонки пароконденсатного баллона для вспомогательного рабочего тела. Основную же энергию для перемещения аппарата вверх (вниз он опускается под действием силы тяжести) дает окружающая среда, а конкретно — горячая атмосфера планеты. И, конечно же, обидно было бы не использовать такой щедрый источник энергии полностью, тем более что сделать это довольно просто. Достаточно установить на аппарате своего рода ветроэлектрический агрегат: «воздушный» винт, связанный с электрогенератором. При спуске и при подъеме «воздушный» поток (кавычки необходимы здесь потому, что на Венере атмосфера образована не воздухом, а совсем иной смесью газов) заставит винт вращаться, и электрогенератор будет вырабатывать ток.
Простейшие расчеты одного из возможных вариантов аэростатического аппарата для Венеры показали, что он может иметь массу порядка нескольких тонн и что при этом диаметр его может быть примерно таким, как показано на первом рисунке. Сама оболочка, наполняемая газом, может быть выполнена из тонкого гофрированного металла, что обеспечит достаточную жесткость конструкции, и в то же время необходимое расширение оболочки по мере поступления в нее газообразного рабочего тела. Предварительные расчеты показывают, что, совершая спуски и подъемы в атмосфере Венеры, аэростатический аппарат может развивать скорость 30-40 километров в час, а это позволит получать от электрогенератора среднюю мощность порядка 200-300 ватт на аппарате массой около тонны и 2-5 киловатт на аппарате массой около 10 тонн.

Источник Дирижабль для Венеры

Интересно, что если на Венере в "слое жизни" на высоте 50-70км существуют растения, то они не должны выделять кислород в атмосферу - это единственный доступный им несущий газ способный удерживать их в этом слое.
Действительно, если растение фотосинтезом разлагает СО2 на углерод из которого строит своё тело и кислород, то простейший способ сохранить свой удельный вес равным весу атмосферного СО2 - удержать О2 в своём теле. Тогда удельный вес этой растительной биомассы должен быть порядка 1,8кг/м³ - что-то вроде органической пены, с пузырьками наполненными кислородом, плавающей в плотной атмосфере углекислого газа..
Если там существуют животные - то они питаясь этой кислородно-органической пеной должны будут совмещать дыхание с едой (т.е. дышать едой) и иметь что-то вроде плавательного пузыря наполненного кислородом.
Отмершая биомасса опускаясь вниз будет сгорать в собственном кислороде до СО2.

Совокупная биомасса Земли составляет примерно 2,4 ∙ 10¹² т. 97 % из этого количества занимают растения, 3 % – животные Биосфера Земли
Если масса биосферы Венеры равна земной, то несложно подсчитать какой объём она занимает в слое жизни от 50 до 70 км (масса газа в этом слое 2.223*10¹⁶ т). Результат - удручающий для обнаружения - всего 0,011%!
Это при дальности видимости в облаках 1-3км...

Интересная статья о возможности открытия жизни на Венере:
Найдено несколько сравнительно крупных объектов, с размерами от дециметра до полуметра и необычной морфологией. Объекты наблюдались на одних, но отсутствовали на других изображениях, или изменяли свою форму. В статье излагаются полученные результаты и анализируются признаки, указывающие на реальность регистрации указанных объектов.

В связи с интересом к возможной обитаемости
определенного класса экзопланет, обладающих
умеренно высокой температурой поверхности, со
всей возможной тщательностью были заново рас
смотрены результаты телевизионного исследова
ния поверхности Венеры, выполненого в миссии
ВЕНЕРА13 в 1982 г. Наряду с ранее опубликованными
изображениями, изучению подверглись марги
нальные образцы панорам, не включенные в ос
новную обработку изза частичной зашумленно
сти. В работе обнаружены появляющиеся, изме
няющиеся или исчезающие объекты заметных
размеров, от дециметра до полуметра, случайное
возникновение изображений которых благодаря
шуму трудно объяснить. Обнаружены возможные
свидетельства того, что некоторые из найденных
объектов, обладающих сложной регулярной
структурой, были частично засыпаны грунтом,
выброшенным при посадке аппарата, и медленно
освобождались из него.
Сканирующие камеры аппаратов ВЕНЕРА13
и 14 предназначались для составления общих
представлений о поверхности планеты и не предпо
лагали задач поиска возможных обитателей Вене
ры. Специальная миссия, если она когдалибо со
стоится, должна быть существенно более сложной.(с)