Wetenskaplikes en ingenieurs het in Julie 2022 'n Venus-ballonprototipe in Nevada se Black Rock-woestyn getoets. Die kleiner voertuig het suksesvol 2 aanvanklike toetsvlugte voltooi.

Met sy versengende hitte en oorweldigende druk is Venus se oppervlak vyandig en meedoënloos. Trouens, die sondes wat tot dusver daar geland het, het hoogstens net 'n paar uur geduur. Maar daar is dalk 'n ander manier om hierdie gevaarlike en fassinerende wêreld te verken, buite wentelbane, wat net 'n klipgooi van die Aarde af om die son wentel. Dis die ballon. NASA se Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Kalifornië, het op 10 Oktober 2022 berig dat 'n lugrobotballon, een van sy lugrobotkonsepte, twee toetsvlugte oor Nevada suksesvol voltooi het.

Die navorsers het 'n toetsprototipe gebruik, 'n verkorte weergawe van 'n ballon wat eendag eintlik deur die digte wolke van Venus kan dryf.

Eerste Venus-ballon prototipe toetsvlug

Die beplande Venus Aerobot is 40 voet (12 meter) in deursnee, ongeveer 2/3 die grootte van die prototipe.

'n Span wetenskaplikes en ingenieurs van JPL en Near Space Corporation in Tillamook, Oregon, het die toetsvlug uitgevoer. Hul sukses dui daarop dat Venus-ballonne in die digte atmosfeer van hierdie naburige wêreld behoort te kan oorleef. Op Venus sal die ballon op 'n hoogte van 55 kilometer bo die oppervlak vlieg. Om die temperatuur en digtheid van Venus se atmosfeer in die toets te ewenaar, het die span die toetsballon tot 'n hoogte van 1 km gelig.

In elke opsig tree die ballon op soos dit ontwerp is. Jacob Izraelevitz, hoofondersoeker van JPL Flight Test, robotikaspesialis, het gesê: “Ons is baie tevrede met die prestasie van die prototipe. Dit is gelanseer, het beheerde hoogtemaneuvers gedemonstreer, en ons het dit na beide vlugte weer in goeie toestand gekry. Ons het uitgebreide data van hierdie vlugte aangeteken en sien daarna uit om dit te gebruik om ons simulasiemodelle te verbeter voordat ons ons susterplaneet verken.”

Paul Byrne van die Washington Universiteit in St. Louis en 'n medewerker in lugvaart-robotikawetenskap het bygevoeg: “Die sukses van hierdie toetsvlugte beteken baie vir ons: Ons het suksesvol die tegnologie gedemonstreer wat nodig is om die Venus-wolk te ondersoek. Hierdie toetse lê die grondslag vir hoe ons langtermyn-robotiese verkenning op Venus se helse oppervlak moontlik kan maak.”

Reis in Venuswinde

So hoekom ballonne? NASA wil 'n gebied van Venus se atmosfeer bestudeer wat te laag is vir die wentelbaan om te analiseer. Anders as landingstuie, wat binne ure ontplof, kan ballonne vir weke of selfs maande in die wind dryf en van oos na wes dryf. Die ballon kan ook sy hoogte tussen 171 000 en 203 000 voet (52 tot 62 kilometer) bo die oppervlak verander.

Vlieënde robotte is egter nie heeltemal alleen nie. Dit werk met 'n wentelbaan bo Venus se atmosfeer. Benewens die uitvoering van wetenskaplike eksperimente, dien die ballon ook as 'n kommunikasie-aflos met die wentelbaan.

Ballonne in ballonne

Die prototipe is basies 'n "ballon binne 'n ballon," het die navorsers gesê. Onder drukheliumvul die stewige interne reservoir. Intussen kan die buigsame buitenste heliumballon uitbrei en saamtrek. Ballonne kan ook hoër styg of laer daal. Dit doen dit met behulp vanheliumvents. As die sendingspan die ballon wou lig, sou hulle helium van die binneste reservoir na die buitenste ballon laat ontsnap. Om die ballon terug in plek te plaas, dieheliumword terug in die reservoir geventileer. Dit veroorsaak dat die buitenste ballon saamtrek en van die dryfvermoë verloor.

Korrosiewe omgewing

Op die beplande hoogte van 55 kilometer bo die oppervlak van Venus is die temperatuur nie so erg nie en die atmosferiese druk nie so sterk nie. Maar hierdie deel van Venus se atmosfeer is steeds redelik hard, want die wolke is vol druppels swaelsuur. Om hierdie korrosiewe omgewing te help weerstaan, het ingenieurs die ballon uit verskeie lae materiaal gebou. Die materiaal beskik oor 'n suurbestande laag, metallisering om sonverhitting te verminder, en 'n binneste laag wat sterk genoeg bly om wetenskaplike instrumente te dra. Selfs die seëls is suurbestand. Vlugtoetse het getoon dat die materiale en konstruksie van die ballon ook op Venus behoort te werk. Die materiale wat vir Venus se oorlewing gebruik word, is uitdagend om te vervaardig, en die robuustheid van hantering wat ons tydens ons Nevada-lansering en -herwinning gedemonstreer het, gee ons vertroue in die betroubaarheid van ons ballonne op Venus.

Vir dekades het sommige wetenskaplikes en ingenieurs ballonne voorgestel as 'n manier om Venus te verken. Dit kan binnekort 'n werklikheid word. Beeld via NASA.

Wetenskap in Venus se Atmosfeer

Wetenskaplikes rus ballonne toe vir verskeie wetenskaplike ondersoeke. Dit sluit in die soek na klankgolwe in die atmosfeer wat deur Venus-aardbewings veroorsaak word. Van die opwindendste ontledings sal die samestelling van die atmosfeer self wees.Koolstofdioksiedmaak die grootste deel van Venus se atmosfeer uit, wat die weghol-kweekhuiseffek aanvuur wat Venus so 'n hel op die oppervlak gemaak het. Die nuwe analise kan belangrike leidrade verskaf oor presies hoe dit gebeur het. Trouens, wetenskaplikes sê dat Venus in die vroeë dae meer soos die Aarde was. So, wat het gebeur?

Natuurlik, sedert wetenskaplikes die ontdekking van fosfien in Venus se atmosfeer in 2020 gerapporteer het, het die vraag na moontlike lewe in Venus se wolke weer belangstelling gewek. Die oorsprong van fosfien is onbeslis, en sommige studies bevraagteken steeds die bestaan ​​daarvan. Maar ballonmissies soos hierdie sou ideaal wees vir diepgaande analise van wolke en miskien selfs die direkte identifisering van enige mikrobes. Ballonmissies soos hierdie kan help om sommige van die mees verwarrende en uitdagende geheime te ontrafel.