Wetenschappers en ingenieurs testten in juli 2022 een Venus-ballonprototype in de Black Rock-woestijn van Nevada. Het verkleinde voertuig voltooide met succes 2 eerste testvluchten

Met zijn brandende hitte en overweldigende druk is het oppervlak van Venus vijandig en meedogenloos. De sondes die daar tot nu toe zijn geland, hebben in feite slechts enkele uren geduurd. Maar er kan een andere manier zijn om deze gevaarlijke en fascinerende wereld te verkennen die verder gaan dan orbiters, rond de zon op een steenworp afstand van de aarde. Dat is de ballon. NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena, Californië, rapporteerde op 10 oktober 2022 dat een robotballon in de lucht, een van de robotconcepten in de lucht, met succes twee testvluchten over Nevada heeft voltooid.

De onderzoekers gebruikten een testprototype, een gekrompen versie van een ballon die ooit ooit door de dichte wolken van Venus kon drijven.

Eerste Venus ballon prototype testvlucht

De geplande Venus Aerobot heeft een diameter van 40 voet (12 meter), ongeveer 2/3 de grootte van het prototype.

Een team van wetenschappers en ingenieurs van JPL en Near Space Corporation in Tillamook, Oregon, voerde de testvlucht uit. Hun succes suggereert dat Venusiaanse ballonnen moeten kunnen kunnen overleven in de dichte sfeer van deze naburige wereld. Op Venus vliegt de ballon op een hoogte van 55 kilometer boven het oppervlak. Om de temperatuur en dichtheid van de atmosfeer van Venus in de test te evenaren, bracht het team de testballon op tot een hoogte van 1 km.

In alle opzichten gedraagt ​​de ballon zich zoals deze is ontworpen. Jacob Izraelevitz, hoofdonderzoeker van JPL Flight Test, Robotics Specialist, zei: “We zijn erg tevreden met de prestaties van het prototype. Het lanceerde, demonstreerde gecontroleerde hoogte -manoeuvre en we hebben het terug in goede staat na beide vluchten.

Paul Byrne van de Washington University in St. Louis en een medewerker van de Robotics Science Robotics voegde eraan toe: “Het succes van deze testvluchten betekent veel voor ons: we hebben met succes de technologie aangetoond die nodig is om de Venus-wolk te onderzoeken. Deze tests leggen de basis voor hoe we langdurige robotische verkenning op het helse oppervlak van Venus mogelijk maken.

Reis in Venus Winden

Dus waarom ballonnen? NASA wil een regio van de atmosfeer van Venus bestuderen die te laag is voor de orbiter om te analyseren. In tegenstelling tot Landers, die binnen enkele uren opblazen, kunnen ballonnen weken of zelfs maanden in de wind drijven, die van oost naar west drijven. De ballon kan ook zijn hoogte veranderen tussen 171.000 en 203.000 voet (52 tot 62 kilometer) boven het oppervlak.

Vliegende robots zijn echter niet helemaal alleen. Het werkt met een orbiter boven de sfeer van Venus. Naast het uitvoeren van wetenschappelijke experimenten, fungeert de ballon ook als een communicatie -relais met de orbiter.

Ballonnen in ballonnen

Het prototype is eigenlijk een 'ballon in een ballon', zeiden de onderzoekers. Onder druk zettenheliumVult rigide interne reservoir. Ondertussen kan de flexibele buitenste heliumballon uitbreiden en samentrekken. Ballonnen kunnen ook hoger stijgen of lager worden. Het doet dit met de hulp vanheliumventilatieopeningen. Als het missieteam de ballon wilde optillen, zouden ze helium uit het binnenste reservoir naar de buitenste ballon uiten. Om de ballon weer op zijn plaats te zetten, deheliumwordt teruggebracht in het reservoir. Dit zorgt ervoor dat de buitenste ballon samentrekt en wat drijfvermogen verliest.

Corrosieve omgeving

Op de geplande hoogte van 55 kilometer boven het oppervlak van Venus is de temperatuur niet zo verschrikkelijk en is de atmosferische druk niet zo sterk. Maar dit deel van de atmosfeer van Venus is nog steeds behoorlijk hard, omdat de wolken vol druppels van zwavelzuur zitten. Om deze corrosieve omgeving te helpen weergeven, bouwden ingenieurs de ballon uit meerdere lagen materiaal. Het materiaal heeft een zuurbestendige coating, metallisatie om zonne-verwarming te verminderen en een binnenste laag die sterk genoeg blijft om wetenschappelijke instrumenten te dragen. Zelfs de afdichtingen zijn zuurbestendig. Vluchttests hebben aangetoond dat de materialen en de constructie van de ballon ook op Venus moeten werken. De materialen die worden gebruikt voor de overlevingskansen van Venus zijn een uitdaging voor de productie, en de robuustheid van de hantering die we hebben aangetoond in onze lancering en herstel van Nevada geeft ons vertrouwen in de betrouwbaarheid van onze ballonnen op Venus.

Al tientallen jaren hebben sommige wetenschappers en ingenieurs ballonnen voorgesteld als een manier om Venus te verkennen. Dit kan binnenkort een realiteit worden. Afbeelding via NASA.

Wetenschap in de sfeer van Venus

Wetenschappers rusten ballonnen uit voor verschillende wetenschappelijke onderzoeken. Deze omvatten het zoeken naar geluidsgolven in de atmosfeer geproduceerd door Venusiaanse aardbevingen. Enkele van de meest opwindende analyses zijn de samenstelling van de atmosfeer zelf.Kooldioxidemaakt het grootste deel van de atmosfeer van Venus uit en voedt het weggelopen broeikaseffect dat Venus tot een hel op het oppervlak heeft gemaakt. De nieuwe analyse kan belangrijke aanwijzingen geven over hoe dit precies is gebeurd. Wetenschappers zeggen zelfs dat Venus in het begin meer op de aarde leek. Dus wat is er gebeurd?

Omdat wetenschappers in 2020 in 2020 de ontdekking van fosfine in de atmosfeer van Venus hebben gemeld, heeft de kwestie van het mogelijke leven in de wolken van Venus natuurlijk de interesse nieuw leven ingeblazen. De oorsprong van fosfine is niet doorslaggevend en sommige studies betwijfelen nog steeds het bestaan ​​ervan. Maar ballonmissies zoals deze zouden ideaal zijn voor een diepe analyse van wolken en misschien zelfs het direct identificeren van microben. Ballonmissies zoals deze kunnen helpen een aantal van de meest verwarrende en uitdagende geheim te ontrafelen.