Venus wordt in de volksmond 'Earth's Twin' genoemd, vanwege de overeenkomsten die het heeft met onze planeet. Het is echter niet verrassend dat wetenschappers niet veel weten over Venus. Tussen het hete en helse landschap, de extreem dikke atmosfeer en de wolken van zwavelhoudende regen is het vrijwel onmogelijk om de atmosfeer en het oppervlak van de planeet te verkennen. Bovendien maakt de langzame rotatie van Venus de studie van de 'donkere kant' des te moeilijker.
Deze uitdagingen hebben echter geleid tot een aantal innovatieve concepten voor verkenning. Een daarvan is afkomstig van het Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) -laboratorium van de Universiteit van Buffalo, waar onderzoekers een uniek concept ontwerpen dat bekend staat als de Bio-geïnspireerde straal voor extreme omgevingen en zonale verkenningen (BREEZE).
De BREEZE is in feite een veranderend ruimtevaartuig dat met zijn vleugels klapt, vergelijkbaar met hoe een pijlstaartrog met zijn borstvinnen klapt, om de lift in de atmosfeer van Venus te behouden. Het concept is een van de 12 revolutionaire concepten die door NASA zijn geselecteerd als onderdeel van het programma Innovative Advanced Concepts (NIAC) - dat innovatieve projecten financiert die zich in een vroege fase van ontwikkeling bevinden.
Op dezelfde manier als een pijlstaartrog zijn grote vinnen gebruikt om gemakkelijk te zwemmen, zou het ontwerp van de BREEZE efficiënt gebruik maken van de harde wind in de bovenste atmosfeer van Venus. Het vaartuig zou om de vier tot zes dagen de planeet rondreizen en zou vertrouwen op zonnepanelen om zijn instrumenten op te laden. Dit zou elke twee tot drie dagen gebeuren terwijl het vaartuig de zijde van Venus verkent die wordt verlicht door de zon.
De BREEZE zou atmosferische monsters nemen, weerpatronen volgen, vulkanische activiteit volgen en andere gegevens verzamelen over de omgeving van Venus. Het ontwerp zou het bijzonder geschikt maken om de mysterieuze donkere kant van Venus te verkennen. Zoals Javid Bayandor, universitair hoofddocent mechanische en ruimtevaarttechniek en de hoofdonderzoeker van het project, het uitlegde:
"Door onze aanwijzingen uit de natuur te halen, met name zeestralen, willen we de vluchtefficiëntie optimaliseren. Het ontwerp zal een tot dusver onbereikbare mate van controle mogelijk maken voor zo'n ruimtevaartuig dat onderhevig zou zijn aan zware zonale en meridionale winden op de planeet. ”
De donkere kant van Venus blijft een mysterie voor wetenschappers vanwege de manier waarop het zulke lange periodes van duisternis ervaart. Dit komt omdat de rotatieperiode van Venus langer is dan de omlooptijd - d.w.z. het duurt iets meer dan 243 dagen om eenmaal om zijn as te draaien en 225 dagen om een enkele baan om de zon te voltooien. Als gevolg hiervan bedraagt de tijd die de zon nodig heeft om terug te keren naar dezelfde plaats aan de hemel (een zonnedag) 116,75 aardse dagen.
De sleutel is het unieke ontwerp van de BREEZE-vormvleugels, die een intern spansysteem zullen gebruiken om stuwkracht te genereren, controle en stabiliteit te garanderen, en extra lift en mechanische compressie te bieden. Dit alles zorgt voor controle over het drijfvermogen, waardoor de BREEZE door de atmosfeer van Venus kan navigeren op dezelfde manier als een pijlstaartrog door water navigeert.
Dit is vooral belangrijk omdat alleen temperaturen boven de dichte wolken van Venus, ongeveer 50 km (mijl) boven het oppervlak, de temperatuur en luchtdruk stabiel genoeg zijn om een verkenningsvaartuig te laten overleven. Sommige wetenschappers hebben zelfs gespeculeerd dat het op deze hoogten is dat leven kan worden gevonden, hoogstwaarschijnlijk in de vorm van extremofiele organismen die in staat zijn om in een hete en zure omgeving te leven (ook bekend als thermoacidofiel).
Deze technologie zou ook missies naar onderwateromgevingen hier op aarde en andere lichamen in het zonnestelsel met een dichte atmosfeer mogelijk kunnen maken. Dit geldt met name voor Titan, de grootste maan van Saturnus en het enige andere lichaam in het zonnestelsel met een dichte stikstofrijke atmosfeer (ongeveer 1,45 keer zo dik als die van de aarde). Ook hier zijn ruimtevaartorganisaties op zoek naar langdurige missies om de exotische omgeving te verkennen.
Het is ook een van de vele geïnspireerde ideeën die de afgelopen jaren zijn voorgesteld om de atmosfeer van Venus te verkennen. Andere concepten zoals de vliegende drones die worden ontwikkeld door het in Boulder gevestigde bedrijf Black Swift Technologies (in samenwerking met NASA) en het Venus Aerial Mobil Platform (VAMP) dat momenteel wordt onderzocht door Northrop Grumman.
De komende twee decennia worden een spannende tijd voor ruimteverkenning. Of het nu gaat om op pijlstaartroggen geïnspireerde zweefvliegtuigen in de atmosfeer van Venus, op libellen geïnspireerde drones in de lucht van Titan of op slangen geïnspireerde robots onder het oppervlak van Mars, er zijn verschillende voorgestelde missies om exotische en mysterieuze omgevingen te verkennen. Veel van de eer hiervoor gaat naar ontwerpers en ingenieurs die hun outside-the-box-denken naar de tafel brengen.
