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

Met sy versengende hitte en oorweldigende druk is Venus se oppervlak vyandig en onvergewensgesind. Trouens, die sondes wat tot dusver daar geland het, het hoogstens 'n paar uur geduur. Maar daar is dalk 'n ander manier om hierdie gevaarlike en fassinerende wêreld buite wentelbane te verken, wat om die son wentel net 'n hanetreetjie van die aarde af. Dit is 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 gekrimpte weergawe van 'n ballon wat eintlik eendag 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 Venusiese ballonne in die digte atmosfeer van hierdie buurwêreld moet 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 pas, 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, Robotics Specialist, het gesê: “Ons is baie tevrede met die werkverrigting van die prototipe. Dit het geloods, gedemonstreer beheerde hoogte maneuver, en ons het dit terug in goeie vorm na beide vlugte. 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 van lugvaartrobotika het bygevoeg: “Die sukses van hierdie toetsvlugte beteken baie vir ons: Ons het die tegnologie suksesvol gedemonstreer wat nodig is om die Venus-wolk te ondersoek. Hierdie toetse lê die grondslag vir hoe ons langtermyn-robotverkenning op Venus se helse oppervlak moontlik kan maak.

Reis in Venus winde

So hoekom ballonne? NASA wil ’n streek van Venus se atmosfeer bestudeer wat te laag is vir die wentelbaan om te ontleed. Anders as landers, wat binne ure opblaas, kan ballonne weke of selfs maande lank 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 bokant Venus se atmosfeer. Benewens die uitvoer 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 rigiede interne reservoir. Intussen kan die buigsame buitenste heliumballon uitsit en saamtrek. Ballonne kan ook hoër styg of laer val. Dit doen dit met behulp vanheliumvents. As die sendingspan die ballon wou lig, sou hulle helium van die binneste reservoir na die buitenste ballon uitblaas. Om die ballon weer in plek te sit, moet dieheliumword terug in die reservoir geventileer. Dit veroorsaak dat die buitenste ballon saamtrek en 'n mate van dryfkrag 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 veelvuldige lae materiaal gebou. Die materiaal beskik oor 'n suurbestande laag, metallisering om sonverhitting te verminder, en 'n binnelaag wat sterk genoeg bly om wetenskaplike instrumente te dra. Selfs die seëls is suurbestand. Vlugtoetse het getoon dat die materiaal en konstruksie van die ballon ook op Venus behoort te werk. Die materiaal wat vir Venus-oorlewingsvermoë gebruik word, is uitdagend om te vervaardig, en die robuustheid van hantering wat ons in ons Nevada-bekendstelling en herstel getoon 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 om te soek na klankgolwe in die atmosfeer wat deur Venusiese aardbewings geproduseer 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 op die oppervlak so 'n hel gemaak het. Die nuwe ontleding kan belangrike leidrade verskaf oor hoe presies 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 belangstelling laat herleef. Die oorsprong van fosfien is onoortuigend, en sommige studies bevraagteken steeds die bestaan ​​daarvan. Maar ballonsendings soos hierdie sal ideaal wees vir diep ontleding van wolke en dalk selfs om enige mikrobes direk te identifiseer. Ballonmissies soos hierdie kan help om van die mees verwarrende en uitdagende geheime te ontrafel.