Aerial Platforms for Exploration Under Extreme Conditions in the Venus Atmosphere

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper explores various aerial platforms for in-situ atmospheric exploration of Venus, emphasizing their potential integration into future missions. Platforms under consideration include fixed-altitude balloons, variable-altitude balloons, aircraft-like vehicles with three-dimensional maneuvering capabilities, and others. Design configurations of descent vehicles and deployment strategies for these platforms in Venus’ atmosphere are discussed. Specific deployment mechanisms for balloons are detailed. The study also models the dynamics of spherical descent vehicles equipped with balloons, analyzing trajectory parameters during different phases. Results confirm the parameters remain within acceptable limits throughout descent.

About the authors

Victor A. Vorontsov

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: victor-vorontsov@yandex.ru
SPIN-code: 1063-3737
Doctor of Sciences (Techn.), Professor of the Department 601 and 604 4 Volokolamskoe highway, Moscow, 125993, Russian Federation

Michael V. Quispe Mendoza

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Author for correspondence.
Email: dixwmichael@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-1833-2562
SPIN-code: 9178-6215

Ph.D Student of the Department 604

4 Volokolamskoe highway, Moscow, 125993, Russian Federation

References

  1. Moskalenko GM. Mechanics of flight in the atmosphere of Venus. Moscow: Mashinostroenie Publ.; 1978. (In Russ.) Available from: https://djvu.online/file/iE9FdDdSMGlrJ (accessed: 12.02.2025).
  2. Polishchuk GM, Pichkhadze KM. Automated spacecraft for basic and applied scientific research. Moscow: MAI-PRINT Publ.; 2010. (In Russ.) Available from: https://djvu.online/file/Mk44ff4exnXMB (accessed: 12.02.2025).
  3. Limaye SS, Lebonnois S, Mahieux A, Patzold M, Bougher S, Bruinsma S, et al. The thermal structure of the Venus atmosphere: intercomparison of Venus Express and ground based observations of vertical temperature and density profiles. Icarus. 2017;294:124-155. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2017.04.020
  4. Zasova LV, Moroz VI, Linkin VM, Khatuntsev IV, Mayorov B. The structure of the atmosphere of Venus from the surface to 100 km. Space Research. 2006;44(4):381-400. (In Russ.) EDN: HVJINL
  5. Venera-D: Expanding our Horizon of Terrestrial Planet Climate and Geology through the Comprehensive Exploration of Venus. Scientific and Technical report of the Joint Scientific Working Group (JSWG) on the Venus-D project (IKI/Roscosmos - NASA Venera - D Joint Science Definition Team, JSDT). 2019;174. Available from: https://www.lpi.usra.edu/vexag/reports/Venera-DPhase IIFinalReport.pdf (accessed: 12.02.2025)
  6. Marov MYa, Huntress UT. Soviet Robots in the Solar System. Mission Technologies and discoveries. Moscow: Fizmatlit Publ.; 2018. (In Russ.) ISBN 978-5-9221-1741-8
  7. Vorontsov VA, Malyshev VV, Pichkhadze KM. System design of space landing vehicles. Moscow: MAI Publ.; 2021. (In Russ.) ISBN 978-5-4316-0859-9
  8. Sedykh OYu, Sysoev VK, Tkachenko AI, Khmel DS. Analytical review of the development of aerostatic probes for Venus. Space engineering and Technologies. 2024;2(45):38-52. (In Russ.) EDN: ZZSPCA
  9. Coustenis A, Atkinson D, Balint T, Beauchamp P, Atreya S, Lebreton JP, et al. Atmospheric planetary probes and balloons in the solar system. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part G Journal of Aerospace Engineering. 2011;225(2):154-180. https://doi.org/10.1177/09544100JAERO802
  10. Wilson CF, Chassefière E, Hinglais E, Baines KH, Balint TS, Berthelier JJ, et al. The 2010 European Venus Explorer (EVE) mission proposal. Experimental Astronomy. 2011;33(2-3):305-335. https://doi.org/10.1007/s10686-011-9259-9
  11. Griffin K. Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP). A Concept for a Long-Lived Airship at Venus. 2013:22. Available from: https://pdfs.semanticscholar.org/907a/12f8a798899c43990de49aef253456eaae12.pdf (accessed: 12.02.2025).
  12. Lee G, Warwick S, Ross F, Sokol D. Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP). Venus Modeling Workshop. 2017:8006. Available from: https://www.hou.usra.edu/meetings/venusmodeling2017/pdf/8006.pdf (accessed: 25.04.2025).
  13. Yatsenko MYu, Vorontsov VA. The concept of exploring Venus using a multirotor aircraft. Collection of selected scientific reports on the results of the XLVI International Youth Scientific Conference Gagarin Readings. Moscow: MAI. 2020;311-321.
  14. Yatsenko MYu, Vorontsov VA. To the question of including additional technical means in the Venus exploration program. Spacecraft and Technologies. 2022;6(1):5-13. (In Russ.) https://doi.org/ 10.26732/j.st.2022.1.01
  15. Yatsenko MYu, Vorontsov VA, Ryzhkov VV. Review of problematic issues of creating a multirotor aircraft for exploring Venus. Engineering Journal: Science and Innovation. 2023:14. (In Russ.) https://doi.org/10.18698/2308-6033-2023-2-2255
  16. Kosenkova AV, Minenko VE, Bykovsky SB, Yakushev AG. Investigation of aerodynamic characteristics of alternative forms of a landing vehicle for studying Venus. Engineering Journal: Science and Innovation. 2018;11:5. (In Russ.) https://doi.org/10.18698/2308-6033-2018-11-1826
  17. Kosenkova AV, Sedykh OYu, Simonov AV, Minenko VE. Investigation of reachable landing areas on the venus surface for various types of a lander. Vestnik NPO Named After S.A. Lavochkin. 2021;1:4-11. (In Russ.) https://doi.org/10.26162/LS.2021.51.1.002 EDN: PNRHDA
  18. Baibakov SN, Martynov AI. From the orbit of a satellite into the eye of a typhoon. Moscow: Nauka Publ.; 1986. (In Russ.)
  19. Torres SCG, Vorontsov VA. Evaluation of the design parameters of the small lander, taking into account the uncertainty of the initial data. Proceedings of MAI. 2018;101:29. (In Russ.) EDN: VKBKOY
  20. Glaze LS, Wilson CF, Zasova LV. et al. Future of Venus Research and Exploration. Space Science Reviews. 2018;214:89. https://doi.org/10.1007/s11214-018-0528-z
  21. Efanov VV, Karchaev HJ, Moisheev AA, Shirshakov AE. 85 years of Lavochkin Association. A heroic past. A stable present. A bright future. In 2 books. Book 2. Space complexes for fundamental scientific research, created by Lavochkin Association. Khimki: Lavochkin Association, 2023. (In Russ.) ISBN 978-5-4465-3631-3

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».