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

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

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

Første Venus ballon prototype testflyvning

Den planlagte Venus Aerobot er 40 fod (12 meter) i diameter, cirka 2/3 af prototypens størrelse.

Et team af videnskabsmænd og ingeniører fra JPL og Near Space Corporation i Tillamook, Oregon, gennemførte testflyvningen. Deres succes tyder på, at venusiske balloner burde være i stand til at overleve i den tætte atmosfære i denne naboverden. På Venus vil ballonen flyve i en højde af 55 kilometer over overfladen. For at matche temperaturen og tætheden af ​​Venus' atmosfære i testen løftede holdet testballonen til en højde af 1 km.

På alle måder opfører ballonen sig, som den er designet. Jacob Izraelevitz, Principal Investigator for JPL Flight Test, Robotics Specialist, sagde: "Vi er meget tilfredse med prototypens ydeevne. Den lancerede, demonstrerede kontrolleret højdemanøvre, og vi fik den 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 udforsker vores søsterplanet.

Paul Byrne fra Washington University i St. Louis og en samarbejdspartner for rumfartsrobotik 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 tests danner grundlaget for, hvordan vi kan muliggøre langsigtet robotudforskning på Venus' helvedes overflade.

Rejs i Venus vinde

Så hvorfor balloner? NASA ønsker at studere en region af Venus' atmosfære, der er for lav til, at orbiteren kan analysere. I modsætning til landere, der blæser op i løbet af få timer, kan balloner flyde i vinden i uger eller endda måneder og drive 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. Den arbejder med en bane over Venus' atmosfære. Udover at udføre videnskabelige eksperimenter fungerer ballonen også som kommunikationsrelæ med orbiteren.

Balloner i balloner

Prototypen er dybest set en "ballon i en ballon," sagde forskerne. Under trykheliumfylder stift internt reservoir. I mellemtiden kan den fleksible ydre heliumballon udvide sig og trække sig sammen. Balloner kan også stige højere eller falde lavere. Det gør den ved hjælp afheliumventilationsåbninger. Hvis missionsholdet ønskede at løfte ballonen, ville de udlufte helium fra det indre reservoir til den ydre ballon. For at sætte ballonen på plads igen, skal denheliumudluftes tilbage i reservoiret. Dette får den ydre ballon til at trække sig sammen og miste en vis opdrift.

Ætsende miljø

I den planlagte højde på 55 kilometer over overfladen af ​​Venus er temperaturen ikke så voldsom, og det atmosfæriske tryk er ikke så stærkt. Men denne del af Venus' atmosfære er stadig ret barsk, fordi skyerne er fulde af dråber af svovlsyre. For at hjælpe med at modstå dette ætsende miljø byggede ingeniører ballonen af ​​flere lag materiale. Materialet har en syrefast belægning, metallisering for at reducere solopvarmning og et indre lag, der forbliver stærkt nok til at bære videnskabelige instrumenter. Selv tætningerne er syrefaste. Flyveforsøg har vist, at ballonens materialer og konstruktion også burde virke på Venus. Materialerne, der bruges til Venus' overlevelsesevne, er udfordrende at fremstille, og den robusthed af håndtering, vi demonstrerede i vores Nevada-lancering og genopretning, giver os tillid til pålideligheden af ​​vores balloner på Venus.

I årtier har nogle videnskabsmænd 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 omfatter at lede efter lydbølger i atmosfæren produceret af venusiske jordskælv. Nogle af de mest spændende analyser vil være selve atmosfærens sammensætning.Kuldioxidudgør det meste af Venus' atmosfære, hvilket giver næring til den løbske drivhuseffekt, der har gjort Venus til sådan et helvede på overfladen. Den nye analyse kan give vigtige spor om, hvordan det præcist skete. Faktisk siger videnskabsmænd, at Venus i de tidlige dage plejede at være mere som Jorden. Så hvad skete der?

Siden videnskabsmænd rapporterede om opdagelsen af ​​fosphin i Venus' atmosfære i 2020, har spørgsmålet om muligt liv i Venus' skyer naturligvis genoplivet interessen. Oprindelsen af ​​phosphin er usikker, og nogle undersøgelser stiller stadig spørgsmålstegn ved dets eksistens. Men ballonmissioner som denne ville være ideelle til dyb analyse af skyer og måske endda direkte identifikation af eventuelle mikrober. Ballonmissioner som denne kunne hjælpe med at opklare nogle af de mest forvirrende og udfordrende hemmeligheder.