Учени и инженери тестваха прототип на балон „Венера“ в пустинята Блек Рок в Невада през юли 2022 г. Умаленият апарат успешно завърши 2 първоначални тестови полета.

С парещата си жега и огромното си налягане, повърхността на Венера е враждебна и безмилостна. Всъщност, сондите, кацнали там досега, са издържали най-много няколко часа. Но може би има друг начин да се изследва този опасен и завладяващ свят отвъд орбиталните апарати, обикалящи около слънцето само на един хвърлей камък от Земята. Това е балонът. Лабораторията за реактивно движение (JPL) на НАСА в Пасадена, Калифорния, съобщи на 10 октомври 2022 г., че въздушен роботизиран балон, една от нейните концепции за въздушни роботи, успешно е завършил два тестови полета над Невада.

Изследователите използвали тестов прототип, смалена версия на балон, който един ден би могъл да се носи през гъстите облаци на Венера.

Първи тестов полет на прототип на балон „Венера“

Планираният Venus Aerobot е с диаметър 12 метра, което е около 2/3 от размера на прототипа.

Екип от учени и инженери от JPL и Near Space Corporation в Тиламук, Орегон, проведе тестовия полет. Успехът им предполага, че венерианските балони би трябвало да могат да оцелеят в плътната атмосфера на този съседен свят. На Венера балонът ще лети на височина от 55 километра над повърхността. За да съответстват на температурата и плътността на атмосферата на Венера по време на теста, екипът издигна тестовия балон на височина от 1 км.

Във всяко едно отношение балонът се държи така, както е проектиран. Джейкъб Израелевиц, главен изследовател на JPL Flight Test, специалист по роботика, каза: „Много сме доволни от представянето на прототипа. Той излетя, демонстрира контролирана маневра на височина и го върнахме в добро състояние след двата полета. Записахме обширни данни от тези полети и очакваме с нетърпение да ги използваме, за да подобрим нашите симулационни модели, преди да изследваме нашата сестринска планета.“

Пол Бърн от Вашингтонския университет в Сейнт Луис и сътрудник в областта на аерокосмическата роботика добави: „Успехът на тези тестови полети означава много за нас: Успешно демонстрирахме технологията, необходима за изследване на облака на Венера. Тези тестове полагат основите за това как бихме могли да направим възможно дългосрочно роботизирано изследване на адската повърхност на Венера.“

Пътуване с ветровете на Венера

И така, защо балони? НАСА иска да изучи област от атмосферата на Венера, която е твърде ниска, за да може орбиталният модул да я анализира. За разлика от спускаемите модули, които се взривяват в рамките на часове, балоните могат да се носят във вятъра седмици или дори месеци, дрейфувайки от изток на запад. Балонът може също така да променя височината си между 52 000 и 62 000 фута (171 000 и 203 000 фута) над повърхността.

Летящите роботи обаче не са съвсем сами. Те работят с орбитален апарат над атмосферата на Венера. В допълнение към провеждането на научни експерименти, балонът действа и като комуникационно реле с орбиталния апарат.

Балони в балони

Прототипът е по същество „балон в балон“, казаха изследователите. Под наляганехелийзапълва твърд вътрешен резервоар. Междувременно, гъвкавият външен хелиев балон може да се разширява и свива. Балоните също могат да се издигат по-високо или да падат по-ниско. Това се постига с помощта нахелийотвори. Ако екипът на мисията искаше да повдигне балона, те щяха да изпуснат хелий от вътрешния резервоар към външния балон. За да върнат балона на мястото му,хелийсе изпуска обратно в резервоара. Това кара външния балон да се свие и да загуби част от плаваемостта си.

Корозивна среда

На планираната височина от 55 километра над повърхността на Венера температурата не е толкова лоша, а атмосферното налягане не е толкова силно. Но тази част от атмосферата на Венера е все още доста сурова, защото облаците са пълни с капчици сярна киселина. За да издържат на тази корозивна среда, инженерите са изградили балона от множество слоеве материал. Материалът е с киселинно-устойчиво покритие, метализация за намаляване на слънчевото нагряване и вътрешен слой, който остава достатъчно здрав, за да носи научни инструменти. Дори уплътненията са киселинно-устойчиви. Полетните тестове показват, че материалите и конструкцията на балона би трябвало да работят и на Венера. Материалите, използвани за оцеляване на Венера, са трудни за производство, а здравината на управление, която демонстрирахме при изстрелването и възстановяването ни в Невада, ни дава увереност в надеждността на нашите балони на Венера.

В продължение на десетилетия някои учени и инженери предлагат балони като начин за изследване на Венера. Това може скоро да стане реалност. Изображение от НАСА.

Наука в атмосферата на Венера

Учените екипират балони за различни научни изследвания. Те включват търсене на звукови вълни в атмосферата, произведени от земетресенията на Венера. Някои от най-вълнуващите анализи ще бъдат върху състава на самата атмосфера.Въглероден диоксидсъставлява по-голямата част от атмосферата на Венера, подхранвайки неконтролируемия парников ефект, който е превърнал Венера в такъв ад на повърхността. Новият анализ може да даде важни насоки за това как точно се е случило това. Всъщност учените казват, че в ранните дни Венера е била по-скоро като Земята. И така, какво се е случило?

Разбира се, откакто учените съобщиха за откриването на фосфин в атмосферата на Венера през 2020 г., въпросът за възможния живот в облаците на Венера съживи интереса. Произходът на фосфина е неубедителен и някои изследвания все още поставят под въпрос съществуването му. Но мисии с балони като тази биха били идеални за задълбочен анализ на облаците и може би дори за директно идентифициране на микроби. Мисии с балони като тази биха могли да помогнат за разгадаването на някои от най-объркващите и трудни тайни.