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착륙선을 보내다 금성 몇 가지 거대한 엔지니어링 문제를 제시합니다. 금성의 대기가 너무 두꺼워서 마치 돌이 물에 가라앉는 것처럼 착륙선이 표면에 부드럽게 가라앉을 것이기 때문에 하늘 기중기나 역로켓이 필요하지 않습니다.
그러나 나머지 노력은 도전으로 가득 차 있습니다. 표면의 평균 온도는 섭씨 455도(화씨 850도)로 납을 녹일 수 있을 정도로 뜨겁습니다. 황산과 같이 대기를 구성하는 화학 물질의 혼합은 대부분의 금속을 부식시킵니다. 그리고 압도적인 대기압은 대략 수심 1,500미터(5,000피트)에 해당합니다.
이러한 극한의 환경 조건은 금속과 전자 제품이 죽어가는 곳입니다. 따라서 표면에 도달한 소수의 금성 착륙선 임무는 소비에트 베네라 임무 – 2시간 이하만 지속되었습니다. 미래의 착륙선이나 로버는 지구의 사악한 쌍둥이 표면에서 견디기 위해 거의 슈퍼 히어로 유형의 특성을 가져야 합니다.
그러나 거의 해결될 수 있는 또 다른 과제가 있습니다. 금성의 지옥 같은 조건에서 노력할 가치가 있는 착륙선 임무를 수행할 수 있을 만큼 충분히 오래 작동할 수 있는 배터리를 만드는 것입니다.
NASA는 ATB(Superior Thermal Batteries, Inc)라는 회사와 협력하여 약 120지구일인 전체 금성 태양일 동안 금성의 온도에서 작동할 수 있는 능력을 입증한 최초의 배터리를 만들었습니다.
배터리는 스마트 미사일에 전원을 공급하는 데 사용되는 수명이 짧은 열 배터리 시스템을 기반으로 합니다. 배터리에는 17개의 개별 셀이 포함되어 있으며 특별히 설계된 화학 및 구조 재료를 사용합니다.
배터리가 아직 개발 중인 동안 수행된 테스트를 통해 이러한 유형의 배터리가 금성과 같은 열악한 환경에서 작동할 수 있음을 입증하는 엔지니어에게 권장됩니다.
또한 이 고급 유형의 배터리 기술은 태양계 전체의 열악한 환경에서 향후 탐사를 위한 새로운 에너지 저장 장치를 제공할 수 있습니다.
ATB 프로젝트 엔지니어인 케빈 위파스닉(Kevin Wepasnick) 박사는 “개선된 아키텍처와 낮은 자체 방전 전기 화학을 사용한 최근의 배터리 기술 시연은 많은 사람들이 가능하다고 생각하지 못했던 엄청난 성과”라고 말했습니다. NASA 보도 자료.
배터리는 금성 착륙선에 전원을 공급하는 유일한 솔루션으로 보입니다. 태양 전지판은 지구의 흐린 날과 비교할 수 있는 표면 조도 수준으로 인해 실행 가능하지 않으며 현재 태양 전지판 설계는 높은 표면 압력을 견딜 수 없습니다. 방사성 동위원소 열전 발전기(RTG)는 금성 표면에 열원을 가져와야 하며 열 관리는 이미 주요 미션 과제이므로 이 방법은 좋은 선택이 아닙니다.
그러나 금성에서 열 배터리는 주변 대기 조건을 활용하여 표준 실온에서 고체이고 불활성인 특수 고온 전해질을 가열할 수 있습니다. 또한 불꽃이나 단열재 없이도 작동 상태를 유지할 수 있습니다.
NASA는 이 새로운 배터리 접근 방식이 전례 없는 기간 동안 고온 작동을 입증했으며 배터리 기술과 금성 착륙선의 새로운 패러다임을 위한 토대를 마련했다고 말합니다.
새로운 유형의 열 배터리에 대한 작업은 나사 글렌 연구 센터에서 진행 중인 작은 금성 착륙선 개발 작업의 일부입니다. 수명이 긴 현장 태양계 탐사선(LLISSE).
이 프로그램은 고온 시스템의 최신 기술과 참신한 운영 개념을 사용하여 착륙선이 과학 데이터를 수집하고 금성 궤도선으로 전송하는 동안 60일 이상 금성 표면에서 작업할 수 있도록 합니다.
LLISSE는 약 10kg(22파운드)의 무게로 바람, 광도, 온도, 압력 및 주요 대기 화학 성분의 양을 측정하는 소형 센서 제품군을 탑재합니다. LLISSE는 전자, 통신 및 계측을 갖춘 완전한 시스템이 될 것입니다. 이 모든 것이 작동하려면 배터리가 필요합니다.
ATB는 완전한 프로토타입 Venus 배터리 시스템이 향후 18개월 내에 시연될 것으로 기대한다고 말했습니다.
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