Forskere og ingeniører testet en Venus-ballongprototype i Nevadas Black Rock Desert i juli 2022. Det nedskalerte kjøretøyet fullførte 2 første testflyvninger.

Med sin brennende varme og overveldende trykk, er Venus' overflate fiendtlig og uforsonlig. Faktisk har sondene som har landet der så langt bare vart i noen timer på det meste. Men det kan være en annen måte å utforske denne farlige og fascinerende verden utenfor orbitere, som går i bane rundt solen bare et steinkast fra jorden. Det er ballongen. NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, California, rapporterte 10. oktober 2022 at en luftrobotballong, et av dens luftrobotkonsepter, har fullført to testflyvninger over Nevada.

Forskerne brukte en testprototype, en krympet versjon av en ballong som faktisk en dag kunne drive gjennom de tette skyene til Venus.

Første Venus ballong prototype testflyging

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

Et team av forskere og ingeniører fra JPL og Near Space Corporation i Tillamook, Oregon, gjennomførte testflygingen. Deres suksess antyder at venusiske ballonger burde kunne overleve i den tette atmosfæren til denne naboverdenen. På Venus vil ballongen fly i en høyde av 55 kilometer over overflaten. For å matche temperaturen og tettheten til Venus atmosfære i testen, løftet teamet testballongen til en høyde på 1 km.

På alle måter oppfører ballongen seg slik den er designet. Jacob Izraelevitz, hovedetterforsker ved JPL Flight Test, Robotics Specialist, sa: "Vi er veldig fornøyde med ytelsen til prototypen. Den lanserte, demonstrerte kontrollert høydemanøver, og vi fikk den tilbake i god form etter begge flyvningene. Vi har registrert omfattende data fra disse flyvningene og ser frem til å bruke dem til å forbedre simuleringsmodellene våre før vi utforsker søsterplaneten vår.

Paul Byrne fra Washington University i St. Louis og en vitenskapelig samarbeidspartner for romfartsrobotikk la til: «Suksessen til disse testflyvningene betyr mye for oss: Vi har demonstrert teknologien som trengs for å undersøke Venus-skyen. Disse testene legger grunnlaget for hvordan vi kan muliggjøre langsiktig robotutforskning på Venus' helvetes overflate.

Reis i Venus vinder

Så hvorfor ballonger? NASA ønsker å studere et område av Venus atmosfære som er for lavt til at orbiteren kan analysere. I motsetning til landere, som blåser opp i løpet av timer, kan ballonger flyte i vinden i uker eller til og med måneder, og drive fra øst til vest. Ballongen kan også endre høyden mellom 171 000 og 203 000 fot (52 til 62 kilometer) over overflaten.

Flygende roboter er imidlertid ikke helt alene. Den fungerer med en bane over Venus atmosfære. I tillegg til å utføre vitenskapelige eksperimenter, fungerer ballongen også som et kommunikasjonsrelé med orbiteren.

Ballonger i ballonger

Prototypen er i utgangspunktet en "ballong i en ballong," sa forskerne. Trykksattheliumfyller stivt internt reservoar. I mellomtiden kan den fleksible ytre heliumballongen utvide seg og trekke seg sammen. Ballonger kan også stige høyere eller falle lavere. Den gjør dette ved hjelp avheliumventiler. Hvis oppdragsteamet ønsket å løfte ballongen, ville de lufte ut helium fra det indre reservoaret til den ytre ballongen. For å sette ballongen på plass igjen,heliumventileres tilbake i reservoaret. Dette fører til at den ytre ballongen trekker seg sammen og mister noe oppdrift.

Etsende miljø

I den planlagte høyden på 55 kilometer over overflaten til Venus er ikke temperaturen like forferdelig og atmosfærisk trykk ikke like sterkt. Men denne delen av Venus atmosfære er fortsatt ganske hard, fordi skyene er fulle av dråper av svovelsyre. For å hjelpe motstå dette korrosive miljøet, bygde ingeniører ballongen av flere lag med materiale. Materialet har et syrebestandig belegg, metallisering for å redusere solvarme, og et indre lag som forblir sterkt nok til å bære vitenskapelige instrumenter. Selv tetningene er syrebestandige. Flytester har vist at materialene og konstruksjonen til ballongen også skal fungere på Venus. Materialene som brukes for Venus overlevelse er utfordrende å produsere, og robustheten i håndteringen vi demonstrerte i vår Nevada-oppskyting og gjenoppretting gir oss tillit til påliteligheten til ballongene våre på Venus.

I flere tiår har noen forskere og ingeniører foreslått ballonger som en måte å utforske Venus på. Dette kan snart bli en realitet. Bilde via NASA.

Vitenskap i Venus 'atmosfære

Forskere utstyrer ballonger for ulike vitenskapelige undersøkelser. Disse inkluderer å lete etter lydbølger i atmosfæren produsert av venusiske jordskjelv. Noen av de mest spennende analysene vil være selve atmosfærens sammensetning.Karbondioksidutgjør det meste av Venus' atmosfære, og gir næring til den løpske drivhuseffekten som har gjort Venus til et helvete på overflaten. Den nye analysen kan gi viktige ledetråder om hvordan akkurat dette skjedde. Faktisk sier forskere at Venus i de første dagene var mer lik jorden. Så hva skjedde?

Siden forskere rapporterte om oppdagelsen av fosfin i Venus atmosfære i 2020, har spørsmålet om mulig liv i Venus' skyer gjenopplivet interessen. Opprinnelsen til fosfin er usikker, og noen studier stiller fortsatt spørsmål ved dens eksistens. Men ballongoppdrag som dette ville være ideelt for dyp analyse av skyer og kanskje til og med å identifisere eventuelle mikrober direkte. Ballongoppdrag som dette kan bidra til å avdekke noen av de mest forvirrende og utfordrende hemmelighetene.