Ученые и инженеры испытали прототип воздушного шара Венеры в пустыне Блэк-Рок в Неваде в июле 2022 года. Уменьшенный аппарат успешно совершил два первых испытательных полета.

Поверхность Венеры с ее обжигающей жарой и подавляющим давлением враждебна и неумолима.На самом деле зонды, которые приземлились там до сих пор, просуществовали не более нескольких часов.Но может быть и другой способ исследовать этот опасный и увлекательный мир за пределами орбитальных аппаратов, вращающихся вокруг Солнца, всего в двух шагах от Земли.Это воздушный шар.Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния, сообщила 10 октября 2022 года, что воздушный шар-робот, одна из ее концепций воздушных роботов, успешно совершил два испытательных полета над Невадой.

Исследователи использовали тестовый прототип, уменьшенную версию воздушного шара, который однажды сможет дрейфовать сквозь плотные облака Венеры.

Первый испытательный полет прототипа аэростата "Венера"

Запланированный Venus Aerobot имеет диаметр 40 футов (12 метров), что составляет примерно 2/3 размера прототипа.

Группа ученых и инженеров из JPL и Near Space Corporation в Тилламуке, штат Орегон, провела испытательный полет.Их успех предполагает, что венерианские воздушные шары должны быть в состоянии выжить в плотной атмосфере этого соседнего мира.На Венере шар будет летать на высоте 55 километров над поверхностью.Чтобы соответствовать температуре и плотности атмосферы Венеры в ходе испытаний, команда подняла испытательный шар на высоту 1 км.

Во всех отношениях воздушный шар ведет себя так, как он был задуман.Джейкоб Израэлевиц, главный исследователь летных испытаний JPL, специалист по робототехнике, сказал: «Мы очень довольны работой прототипа.Он стартовал, продемонстрировал маневр на управляемой высоте, и после обоих полетов мы его привели в норму.Мы записали обширные данные об этих полетах и ​​с нетерпением ждем возможности использовать их для улучшения наших имитационных моделей, прежде чем исследовать нашу сестринскую планету.

Пол Бирн из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, сотрудник аэрокосмической робототехники, добавил: «Успех этих испытательных полетов очень много значит для нас: мы успешно продемонстрировали технологию, необходимую для исследования облака Венеры.Эти тесты закладывают основу для того, как мы можем обеспечить долгосрочное исследование роботами адской поверхности Венеры.

Путешествие в ветрах Венеры

Так почему воздушные шары?НАСА хочет изучить область атмосферы Венеры, которая слишком низка для анализа орбитальным аппаратом.В отличие от спускаемых аппаратов, которые взрываются в течение нескольких часов, воздушные шары могут летать по ветру неделями или даже месяцами, дрейфуя с востока на запад.Воздушный шар также может изменять свою высоту от 171 000 до 203 000 футов (от 52 до 62 километров) над поверхностью.

Однако летающие роботы не совсем одиноки.Он работает с орбитальным аппаратом над атмосферой Венеры.Помимо проведения научных экспериментов, воздушный шар также выполняет роль ретранслятора связи с орбитальным аппаратом.

Воздушные шары в воздушных шарах

По словам исследователей, прототип представляет собой «воздушный шар внутри воздушного шара».под давлениемгелийзаполняет жесткий внутренний резервуар.Между тем, гибкий внешний гелиевый шар может расширяться и сжиматься.Воздушные шары также могут подниматься выше или опускаться ниже.Делается это с помощьюгелийвентиляционные отверстияЕсли команда миссии хотела поднять воздушный шар, они выпускали гелий из внутреннего резервуара во внешний воздушный шар.Чтобы вернуть баллон на место,гелийсбрасывается обратно в резервуар.Это приводит к тому, что внешний шар сжимается и теряет некоторую плавучесть.

Агрессивная среда

На планируемой высоте 55 километров над поверхностью Венеры температура не такая страшная и атмосферное давление не такое сильное.Но эта часть атмосферы Венеры все еще довольно жесткая, потому что облака полны капелек серной кислоты.Чтобы выдержать эту коррозионную среду, инженеры построили воздушный шар из нескольких слоев материала.Материал имеет кислотостойкое покрытие, металлизацию для уменьшения солнечного нагрева и внутренний слой, который остается достаточно прочным, чтобы нести научные инструменты.Даже уплотнения кислотостойкие.Летные испытания показали, что материалы и конструкция воздушного шара должны работать и на Венере.Материалы, используемые для обеспечения живучести Венеры, сложны в производстве, а надежность в обращении, которую мы продемонстрировали при запуске и подъеме в Неваде, дает нам уверенность в надежности наших воздушных шаров на Венере.

На протяжении десятилетий некоторые ученые и инженеры предлагали использовать воздушные шары для исследования Венеры.Вскоре это может стать реальностью.Изображение через НАСА.

Наука в атмосфере Венеры

Ученые снаряжают воздушные шары для различных научных исследований.К ним относятся поиск звуковых волн в атмосфере, вызванных землетрясениями на Венере.Одним из самых захватывающих анализов будет состав самой атмосферы.Углекислый газсоставляет большую часть атмосферы Венеры, подпитывая безудержный парниковый эффект, который превратил Венеру в такой ад на поверхности.Новый анализ может дать важные подсказки о том, как именно это произошло.На самом деле ученые говорят, что в первые дни Венера больше походила на Землю.Итак, что случилось?

Конечно, с тех пор, как в 2020 году ученые сообщили об открытии фосфина в атмосфере Венеры, интерес к вопросу о возможной жизни в облаках Венеры возродился.Происхождение фосфина неубедительно, и некоторые исследования до сих пор ставят под сомнение его существование.Но подобные полеты на воздушном шаре были бы идеальными для глубокого анализа облаков и, возможно, даже для непосредственной идентификации любых микробов.Миссии с воздушными шарами, подобные этой, могут помочь разгадать некоторые из самых запутанных и сложных секретов.