Учени и инженери тестваха прототип на балон Венера в пустинята Блек Рок в Невада през юли 2022 г. Умаленото превозно средство успешно завърши 2 първоначални тестови полета

Със своята изгаряща топлина и огромно налягане повърхността на Венера е враждебна и непримирима. Всъщност сондите, които са кацнали там досега, са издържали най-много само няколко часа. Но може да има друг начин да изследвате този опасен и завладяващ свят отвъд орбиталните апарати, обикалящи около слънцето само на един хвърлей от Земята. Това е балонът. Лабораторията за реактивни двигатели (JPL) на НАСА в Пасадена, Калифорния, съобщи на 10 октомври 2022 г., че въздушен роботизиран балон, една от нейните концепции за въздушни роботи, е извършил успешно два тестови полета над Невада.

Изследователите са използвали тестов прототип, свита версия на балон, който действително може един ден да се носи през гъстите облаци на Венера.

Първи тестов полет на прототип на балон Venus

Планираният Venus Aerobot е с диаметър 40 фута (12 метра), около 2/3 от размера на прототипа.

Екип от учени и инженери от JPL и Near Space Corporation в Тиламук, Орегон, проведе тестовия полет. Техният успех предполага, че венерианските балони трябва да могат да оцелеят в плътната атмосфера на този съседен свят. На Венера балонът ще лети на височина 55 километра над повърхността. За да съответства на температурата и плътността на атмосферата на Венера в теста, екипът вдигна тестовия балон на височина от 1 км.

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

Пол Бърн от Вашингтонския университет в Сейнт Луис и научен сътрудник на аерокосмическата роботика добави: „Успехът на тези тестови полети означава много за нас: Ние успешно демонстрирахме технологията, необходима за изследване на облака на Венера. Тези тестове полагат основата за това как можем да позволим дългосрочно роботизирано изследване на адската повърхност на Венера.

Пътуване във ветровете на Венера

Така че защо балони? НАСА иска да изследва регион от атмосферата на Венера, който е твърде нисък, за да може орбиталният апарат да го анализира. За разлика от спускаемите апарати, които се взривяват за часове, балоните могат да се носят във вятъра седмици или дори месеци, носейки се от изток на запад. Балонът може също така да променя надморската си височина между 171 000 и 203 000 фута (52 до 62 километра) над повърхността.

Летящите роботи обаче не са съвсем сами. Работи с орбитален апарат над атмосферата на Венера. Освен за провеждане на научни експерименти, балонът действа и като комуникационно реле с орбиталния апарат.

Балони в балони

Прототипът е основно „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 става с помощта нахелийвентилационни отвори. Ако екипът на мисията искаше да вдигне балона, те щяха да изхвърлят хелий от вътрешния резервоар към външния балон. За да върнете балона на мястото му,хелийсе изпуска обратно в резервоара. Това води до свиване на външния балон и загуба на плаваемост.

Корозивна среда

На планираната надморска височина от 55 километра над повърхността на Венера температурата не е толкова ужасна и атмосферното налягане не е толкова високо. Но тази част от атмосферата на Венера все още е доста сурова, защото облаците са пълни с капчици сярна киселина. За да издържат на тази корозивна среда, инженерите построиха балона от множество слоеве материал. Материалът разполага 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 показаха, че материалите и конструкцията на балона трябва да работят и на Венера. Материалите, използвани за оцеляването на Венера, са предизвикателство за производство, а здравината на работа, която демонстрирахме при изстрелването и възстановяването ни в Невада, ни дава увереност в надеждността на нашите балони на Венера.

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

Наука в атмосферата на Венера

Учените оборудват балони за различни научни изследвания. Те включват търсене на звукови вълни в атмосферата, причинени от земетресения на Венера. Някои от най-вълнуващите анализи ще бъдат съставът на самата атмосфера.Въглероден двуокиссъставлява по-голямата част от атмосферата на Венера, подхранвайки парниковия ефект, който е превърнал Венера в такъв ад на повърхността. Новият анализ може да предостави важни улики за това как точно се е случило това. Всъщност учените казват, че в ранните дни Венера е била по-скоро като Земята. И какво стана?

Разбира се, след като учените съобщиха за откриването на фосфин в атмосферата на Венера през 2020 г., въпросът за възможен живот в облаците на Венера възроди интереса. Произходът на фосфина е неубедителен и някои проучвания все още поставят под въпрос съществуването му. Но мисии с балон като тази биха били идеални за дълбок анализ на облаци и може би дори директно идентифициране на всякакви микроби. Мисии с балон като тази могат да помогнат за разкриването на някои от най-объркващите и предизвикателни тайни.