Naukowcy i inżynierowie przetestowali prototyp balonu Venus na pustyni Black Rock w Nevadzie w lipcu 2022 r. Zmniejszony pojazd pomyślnie wykonał 2 wstępne loty testowe

Ze swoim palącym upałem i przytłaczającym ciśnieniem powierzchnia Wenus jest wroga i bezlitosna. Tak naprawdę sondy, które do tej pory tam wylądowały, przetrwały najwyżej kilka godzin. Może jednak istnieć inny sposób na zbadanie tego niebezpiecznego i fascynującego świata poza orbitami, krążącymi wokół Słońca zaledwie rzut kamieniem od Ziemi. To właśnie ten balon. Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA (JPL) w Pasadenie w Kalifornii poinformowało 10 października 2022 r., że powietrzny zrobotyzowany balon, będący jedną z koncepcji robotów powietrznych, pomyślnie wykonał dwa loty testowe nad Nevadą.

Naukowcy wykorzystali prototyp testowy – skurczoną wersję balonu, który pewnego dnia będzie mógł dryfować przez gęste chmury Wenus.

Pierwszy lot testowy prototypu balonu Venus

Planowany Venus Aerobot ma średnicę 40 stóp (12 metrów), czyli około 2/3 wielkości prototypu.

Lot testowy przeprowadził zespół naukowców i inżynierów z JPL i Near Space Corporation w Tillamook w stanie Oregon. Ich sukces sugeruje, że balony wenusjańskie powinny być w stanie przetrwać w gęstej atmosferze sąsiedniego świata. Na Wenus balon przeleci na wysokości 55 kilometrów nad powierzchnią. Aby dopasować temperaturę i gęstość atmosfery Wenus w teście, zespół podniósł balon testowy na wysokość 1 km.

Pod każdym względem balon zachowuje się tak, jak został zaprojektowany. Jacob Izraelevitz, główny badacz JPL Flight Test, specjalista ds. robotyki, powiedział: „Jesteśmy bardzo zadowoleni z działania prototypu. Wystartował, zademonstrował kontrolowany manewr wysokościowy i po obu lotach przywróciliśmy go do dobrej kondycji. Zebraliśmy obszerne dane z tych lotów i nie możemy się doczekać wykorzystania ich do udoskonalenia naszych modeli symulacyjnych przed eksploracją naszej siostrzanej planety.

Paul Byrne z Washington University w St. Louis i współpracownik zajmujący się robotyką lotniczą dodał: „Powodzenie tych lotów testowych wiele dla nas znaczy: pomyślnie zademonstrowaliśmy technologię potrzebną do zbadania chmury Wenus. Testy te kładą podwaliny pod możliwości umożliwienia długoterminowej, robotycznej eksploracji piekielnej powierzchni Wenus.

Podróżuj z wiatrem Wenus

Dlaczego więc balony? NASA chce zbadać obszar atmosfery Wenus, który jest zbyt niski, aby orbiter mógł go przeanalizować. W przeciwieństwie do lądowników, które wybuchają w ciągu kilku godzin, balony mogą unosić się na wietrze tygodniami, a nawet miesiącami, dryfując ze wschodu na zachód. Balon może również zmieniać swoją wysokość w zakresie od 171 000 do 203 000 stóp (52 do 62 kilometrów) nad powierzchnią.

Jednak latające roboty nie są całkowicie same. Współpracuje z orbiterem znajdującym się nad atmosferą Wenus. Oprócz przeprowadzania eksperymentów naukowych balon pełni także funkcję przekaźnika komunikacyjnego z orbiterem.

Balony w balonach

Prototyp to w zasadzie „balon w balonie” – twierdzą naukowcy. Pod ciśnieniemhelwypełnia sztywny zbiornik wewnętrzny. Tymczasem elastyczny zewnętrzny balon wypełniony helem może się rozszerzać i kurczyć. Balony mogą również wznosić się wyżej lub opadać niżej. Robi to za pomocąhelotwory wentylacyjne. Gdyby zespół misyjny chciał podnieść balon, wypuściłby hel z wewnętrznego zbiornika do balonu zewnętrznego. Aby umieścić balon z powrotem na miejscu, należyheljest odprowadzany z powrotem do zbiornika. Powoduje to, że zewnętrzny balon kurczy się i traci część pływalności.

Środowisko korozyjne

Na planowanej wysokości 55 kilometrów nad powierzchnią Wenus temperatura nie jest tak straszna, a ciśnienie atmosferyczne nie jest tak wysokie. Ale ta część atmosfery Wenus jest nadal dość surowa, ponieważ chmury są pełne kropelek kwasu siarkowego. Aby wytrzymać to korozyjne środowisko, inżynierowie zbudowali balon z wielu warstw materiału. Materiał posiada powłokę kwasoodporną, metalizację redukującą nagrzewanie się promieni słonecznych oraz warstwę wewnętrzną, która pozostaje wystarczająco mocna, aby utrzymać instrumenty naukowe. Nawet uszczelki są kwasoodporne. Próby w locie wykazały, że materiały i konstrukcja balonu powinny sprawdzić się także na Wenus. Materiały użyte do zapewnienia przetrwania Wenus są trudne w produkcji, a solidność obsługi, którą zademonstrowaliśmy podczas startu i odzyskiwania w Nevadzie, daje nam pewność co do niezawodności naszych balonów na Wenus.

Przez dziesięciolecia niektórzy naukowcy i inżynierowie proponowali balony jako sposób na badanie Wenus. To może wkrótce stać się rzeczywistością. Zdjęcie za pośrednictwem NASA.

Nauka w atmosferze Wenus

Naukowcy wyposażają balony do różnych badań naukowych. Należą do nich poszukiwanie fal dźwiękowych w atmosferze wytwarzanych przez trzęsienia ziemi na Wenus. Do najbardziej ekscytujących analiz będzie należał skład samej atmosfery.Dwutlenek węglastanowi większość atmosfery Wenus, podsycając niekontrolowany efekt cieplarniany, który uczynił z Wenus piekło na powierzchni. Nowa analiza może dostarczyć ważnych wskazówek na temat tego, jak dokładnie to się stało. Naukowcy twierdzą, że na początku Wenus była bardziej podobna do Ziemi. Co się więc stało?

Oczywiście, odkąd naukowcy donieśli o odkryciu fosfiny w atmosferze Wenus w 2020 r., pytanie o możliwe życie w chmurach Wenus ożywiło się. Pochodzenie fosfiny jest niejednoznaczne, a niektóre badania nadal kwestionują jej istnienie. Jednak takie misje balonowe byłyby idealne do głębokiej analizy chmur, a być może nawet bezpośredniej identyfikacji wszelkich drobnoustrojów. Tego typu misje balonowe mogą pomóc w rozwikłaniu najbardziej zagmatwanego i wymagającego sekretu.