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

Ze swoim palącym upałem i przytłaczającym ciśnieniem, powierzchnia Wenus jest wroga i bezlitosna.W rzeczywistości sondy, które do tej pory tam wylądowały, przetrwały najwyżej kilka godzin.Ale może istnieć inny sposób na zbadanie tego niebezpiecznego i fascynującego świata poza orbiterami, krążącymi wokół Słońca zaledwie rzut kamieniem od Ziemi.To jest ten balon.Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA (JPL) w Pasadenie w Kalifornii poinformowało 10 października 2022 r., że powietrzny balon-robot, jedna z jego koncepcji robota powietrznego, pomyślnie ukończył dwa loty testowe nad Nevadą.

Naukowcy wykorzystali prototyp testowy, skurczoną wersję balonu, który pewnego dnia może faktycznie dryfować przez gęste chmury Wenus.

Pierwszy lot testowy prototypu balonu Wenus

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

Zespół naukowców i inżynierów z JPL i Near Space Corporation w Tillamook w stanie Oregon przeprowadził lot testowy.Ich sukces sugeruje, że wenusjańskie balony powinny być w stanie przetrwać w gęstej atmosferze tego sąsiedniego świata.Na Wenus balon będzie latał na wysokości 55 kilometrów nad powierzchnią.Aby dopasować temperaturę i gęstość atmosfery Wenus podczas testu, 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 robotyki, powiedział: „Jesteśmy bardzo zadowoleni z osiągów prototypu.Wystartował, zademonstrował manewr na kontrolowanej wysokości i po obu lotach przywróciliśmy go do stanu używalności.Zarejestrowaliśmy obszerne dane z tych lotów i nie możemy się doczekać wykorzystania ich do ulepszenia naszych modeli symulacyjnych przed badaniem naszej siostrzanej planety.

Paul Byrne z Washington University w St. Louis i współpracownik naukowy robotyki lotniczej dodali: „Sukces tych lotów testowych wiele dla nas znaczy: pomyślnie zademonstrowaliśmy technologię potrzebną do zbadania chmury Wenus.Testy te kładą podwaliny pod to, w jaki sposób możemy umożliwić długoterminową eksplorację robotów na piekielnej powierzchni Wenus.

Podróżuj w wiatrach Wenus

Dlaczego więc balony?NASA chce zbadać region 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 przez tygodnie, a nawet miesiące, dryfując ze wschodu na zachód.Balon może również zmieniać swoją wysokość między 171 000 a 203 000 stóp (52 do 62 kilometrów) nad powierzchnią.

Jednak latające roboty nie są całkowicie same.Działa z orbiterem nad atmosferą Wenus.Oprócz przeprowadzania eksperymentów naukowych balon pełni również rolę przekaźnika komunikacyjnego z orbiterem.

Balony w balonach

Prototyp jest w zasadzie „balonem w balonie” – stwierdzili naukowcy.Pod ciśnieniemhelwypełnia sztywny zbiornik wewnętrzny.Tymczasem elastyczny zewnętrzny balon z helem może się rozszerzać i kurczyć.Balony mogą również wznosić się wyżej lub spadać niżej.Robi to za pomocąhelotwory wentylacyjne.Gdyby zespół misji chciał podnieść balon, wypuściłby hel z wewnętrznego zbiornika do zewnętrznego balonu.Aby umieścić balon z powrotem na miejscu,heljest odprowadzany z powrotem do zbiornika.Powoduje to kurczenie się zewnętrznego balonu i utratę pewnej pływalności.

Korozyjne środowisko

Na planowanej wysokości 55 kilometrów nad powierzchnią Wenus temperatura nie jest tak tragiczna, a ciśnienie atmosferyczne nie jest tak silne.Ale ta część atmosfery Wenus jest nadal dość surowa, ponieważ chmury są pełne kropelek kwasu siarkowego.Aby pomóc wytrzymać to korozyjne środowisko, inżynierowie zbudowali balon z wielu warstw materiału.Materiał jest pokryty kwasoodporną powłoką, metalizowany w celu ograniczenia nagrzewania słonecznego, a wewnętrzna warstwa pozostaje wystarczająco mocna, aby pomieścić instrumenty naukowe.Nawet uszczelki są kwasoodporne.Testy w locie wykazały, że materiały i konstrukcja balonu powinny sprawdzić się również na Wenus.Materiały użyte do przetrwania Wenus są trudne do wyprodukowania, a solidność obsługi, którą wykazaliśmy podczas startu i odzyskiwania Nevady, daje nam pewność co do niezawodności naszych balonów na Wenus.

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

Nauka w atmosferze Wenus

Naukowcy wyposażają balony do różnych badań naukowych.Obejmują one poszukiwanie fal dźwiękowych w atmosferze wytwarzanych przez trzęsienia ziemi na Wenus.Niektóre z najbardziej ekscytujących analiz będą dotyczyły składu samej atmosfery.Dwutlenek węglatworzy większość atmosfery Wenus, podsycając uciekający efekt cieplarniany, który uczynił Wenus takim piekłem na powierzchni.Nowa analiza może dostarczyć ważnych wskazówek na temat tego, jak dokładnie to się stało.W rzeczywistości naukowcy twierdzą, że na początku Wenus bardziej przypominała Ziemię.Więc co się stało?

Oczywiście, odkąd naukowcy poinformowali o odkryciu fosforowodoru w atmosferze Wenus w 2020 roku, kwestia możliwego życia w chmurach Wenus ponownie wzbudziła zainteresowanie.Pochodzenie fosfiny jest niejednoznaczne, a niektóre badania wciąż kwestionują jej istnienie.Ale takie misje balonowe byłyby idealne do głębokiej analizy chmur, a być może nawet do bezpośredniej identyfikacji wszelkich drobnoustrojów.Misje balonowe, takie jak ta, mogą pomóc rozwikłać niektóre z najbardziej zagmatwanych i wymagających sekretów.