Forskere og ingeniører testede en Venus-ballonprototype i Nevadas Black Rock-ørken i juli 2022. Det nedskalerede køretøj afsluttede med succes 2 indledende testflyvninger

Med sit brændende varme og det overvældende pres er Venus 'overflade fjendtlig og utilgivelig. Faktisk har sonderne, der er landet der indtil videre, kun varet et par timer højst. Men der kan være en anden måde at udforske denne farlige og fascinerende verden ud over Orbiters, der kredser om solen bare et stenkast fra Jorden. Det er ballonen. NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, Californien, rapporterede den 10. oktober 2022, at en luftrobotballon, et af dens luftrobotkoncepter, med succes har afsluttet to testflyvninger over Nevada.

Forskerne brugte en testprototype, en krympet version af en ballon, der faktisk en dag kunne drive gennem de tætte skyer af Venus.

Første Venus Balloon Prototype Test Flight

Den planlagte Venus Aerobot er 40 fod (12 meter) i diameter, ca. 2/3 størrelsen på prototypen.

Et team af forskere og ingeniører fra JPL og nær Space Corporation i Tillamook, Oregon, gennemførte testflyvningen. Deres succes antyder, at venusianske balloner skal være i stand til at overleve i den tætte atmosfære i denne nærliggende verden. På Venus flyver ballonen i en højde af 55 kilometer over overfladen. For at matche temperaturen og densiteten af ​​Venus 'atmosfære i testen løftede teamet testballonen til en højde på 1 km.

På alle måder opfører ballonen sig, som den blev designet. Jacob Izraelevitz, hovedundersøger af JPL Flight Test, Robotics Specialist, sagde: ”Vi er meget tilfredse med ydeevnen for prototypen. Den lancerede, demonstrerede kontrolleret højde manøvre, og vi fik det tilbage i god form efter begge flyvninger. Vi har registreret omfattende data fra disse flyvninger og ser frem til at bruge dem til at forbedre vores simuleringsmodeller før vi undersøgte vores Sister Planet.

Paul Byrne fra Washington University i St. Louis og en Aerospace Robotics Science-samarbejdspartner tilføjede: ”Succesen med disse testflyvninger betyder meget for os: Vi har med succes demonstreret den teknologi, der er nødvendig for at undersøge Venus-skyen. Disse test lægger grundlaget for, hvordan vi kan muliggøre langvarig robotudforskning på Venus 'helvede overflade.

Rejse i Venus Winds

Så hvorfor balloner? NASA ønsker at studere en region med Venus 'atmosfære, der er for lav til, at orbiteren kan analysere. I modsætning til Landers, der sprænger inden for få timer, kan balloner flyde i vinden i uger eller endda måneder, der kører fra øst til vest. Ballonen kan også ændre sin højde mellem 171.000 og 203.000 fod (52 til 62 kilometer) over overfladen.

Flyvende robotter er dog ikke helt alene. Det fungerer med en orbiter over Venus 'atmosfære. Ud over at udføre videnskabelige eksperimenter fungerer ballonen også som et kommunikationsrelæ med orbiteren.

Balloner i balloner

Prototypen er dybest set en "ballon inden for en ballon," sagde forskerne. TrykheliumFyldes stift internt reservoir. I mellemtiden kan den fleksible ydre heliumballon ekspandere og sammentrække. Balloner kan også stige højere eller falde lavere. Det gør dette ved hjælp afheliumåbninger. Hvis missionsteamet ville løfte ballonen, ville de udlufte helium fra det indre reservoir til den ydre ballon. At sætte ballonen på plads,heliumVentes tilbage i reservoiret. Dette får den ydre ballon til at sammentrække og miste en vis opdrift.

Ætsende miljø

I den planlagte højde på 55 kilometer over Venus overflade er temperaturen ikke så alvorlig, og det atmosfæriske tryk er ikke så stærkt. Men denne del af Venus 'atmosfære er stadig temmelig hård, fordi skyerne er fulde af dråber svovlsyre. For at hjælpe med at modstå dette ætsende miljø byggede ingeniører ballonen fra flere lag af materiale. Materialet har en syrebestandig coating, metallisering for at reducere solvarme og et indre lag, der forbliver stærkt nok til at bære videnskabelige instrumenter. Selv tætningerne er syrebestandige. Flytest har vist, at materialerne og konstruktionen af ​​ballonen også bør arbejde på Venus. De materialer, der bruges til Venus -overlevelsesevne, er udfordrende at fremstille, og den robusthed ved håndtering, vi demonstrerede i vores Nevada -lancering og bedring, giver os tillid til pålideligheden af ​​vores balloner på Venus.

I årtier har nogle forskere og ingeniører foreslået balloner som en måde at udforske Venus på. Dette kan snart blive en realitet. Billede via NASA.

Videnskab i Venus 'atmosfære

Forskere udstyrer balloner til forskellige videnskabelige undersøgelser. Disse inkluderer på udkig efter lydbølger i atmosfæren produceret af venusianske jordskælv. Nogle af de mest spændende analyser vil være sammensætningen af ​​selve atmosfæren.KuldioxidUdgør det meste af Venus 'atmosfære, der brænder den løbende drivhuseffekt, der har gjort Venus til et sådant helvede på overfladen. Den nye analyse kunne give vigtige ledetråde om, hvordan nøjagtigt dette skete. Faktisk siger forskere, at Venus i de tidlige dage plejede at være mere som Jorden. Så hvad skete der?

Siden forskere rapporterede opdagelsen af ​​fosfin i Venus 'atmosfære i 2020, har spørgsmålet om mulig liv i Venus' skyer genoplivet interessen. Oprindelsen af ​​phosphin er uomgængelig, og nogle undersøgelser sætter stadig spørgsmålstegn ved dens eksistens. Men ballonopgaver som dette ville være ideelle til dyb analyse af skyer og måske endda identificere eventuelle mikrober direkte. Ballonopgaver som dette kan hjælpe med at afsløre nogle af de mest forvirrende og udfordrende hemmeligheder.