Het prototype van de robotachtige Venusballon van JPL voor testvluchten

Een miniatuurversie van het vliegtuig dat ooit de lucht van Venus zou kunnen bereiken, heeft met succes twee testvluchten in Nevada voltooid, wat een mijlpaal voor het project betekent.

De intense druk, hitte en corrosieve gassen van het oppervlak van Venus zijn voldoende om zelfs het krachtigste ruimtevaartuig binnen enkele uren uit te schakelen. Maar een paar dozijn mijlen erboven, de… dikke atmosfeer Meer geschikt voor geautomatiseerde verkenning.

Eén concept voorziet in het koppelen van een luchtschip aan een Venus-ruimtevaartuig, waarbij de twee samenwerken om de zusterplaneet van de aarde te bestuderen. Terwijl de baan veel hoger zal blijven dan atmosfeerDoor wetenschappelijke metingen uit te voeren en als communicatieplatform te fungeren, zal een robotachtige luchtballon of een aerobot met een diameter van ongeveer 12 meter eroverheen reizen.

Om het concept te testen, heeft een team van wetenschappers en ingenieurs van NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië en de Near Space Corporation in Tillamook, Oregon, onlangs twee succesvolle vluchten gemaakt met een prototype luchtschip van ongeveer een derde van deze grootte.

De sprankelende zilveren ballon vloog meer dan 4.000 voet (1 kilometer) over de Nevada Black Rock-woestijn naar een gebied in de atmosfeer van de aarde dat de temperatuur en dichtheid benadert die de astronauten ongeveer 180.000 voet (55 kilometer) boven Venus zouden ervaren. Deze tests, gecoördineerd door Near Space, vormen een mijlpaal in het aantonen van de geschiktheid van het concept om een ​​gebied in de atmosfeer van Venus te bereiken dat te laag is voor orbitale voertuigen om te bereiken, maar een ballonmissie kan weken of zelfs maanden duren.

“We zijn erg blij met de prestaties van het prototype. Het werd gelanceerd, demonstreerde manoeuvres op gecontroleerde hoogte en werd na beide vluchten in goede staat hersteld”, zegt Jacob Israelewitz, expert op het gebied van robottechnologie, die als hoofdonderzoeker de ontwikkeling van ballons leidt. JPL. van vliegproeven. “We hebben een enorme hoeveelheid gegevens van deze vluchten vastgelegd en kijken ernaar uit om deze te gebruiken om onze simulatiemodellen te verbeteren voordat we onze zusterplaneet gaan verkennen.”

De enige ballonverkenning van de atmosfeer van Venus tot nu toe maakte deel uit van de Sovjet Vega 1 en 2 missies die de planeet in 1985 bereikten. De twee ballonnen (die ongeveer 11,5 voet of 3,6 meter in diameter waren wanneer ze gevuld waren met helium) waren iets meer dan 46 uur voordat hun batterijen leeg raken. Hun korte tijd in de atmosfeer van Venus zorgde voor een intrigerende hint van wetenschap die haalbaar was met een groter en langer ballonplatform dat in de atmosfeer van de planeet zweefde.

Zwerven in de lucht

Het uiteindelijke doel van het voertuig is om op de wind van Venus te reizen, van oost naar west te zweven, en minstens 100 dagen rond de planeet te vliegen. De aerobot zal dienen als platform voor een reeks wetenschappelijke onderzoeken, van het controleren van de atmosfeer op geluidsgolven die worden gegenereerd door aardbevingen tot het analyseren van de chemische samenstelling van wolken. De begeleidende orbiter ontvangt gegevens van de astrorobot en stuurt deze terug naar de aarde terwijl hij een globaal beeld van de planeet biedt.

Net zoals het besturen van een Marsrover naar een intrigerende rots of een ander kenmerk, kan de aerobot worden gestuurd om zijn hoogte te verhogen en te verlagen – iets wat Vega-ballonnen niet kunnen – om wetenschap te bedrijven tussen 171.000 en 203.000 voet (52 en 62 kilometer) in Venus ‘ atmosfeer.

Het prototype van de ballon is vervaardigd met behulp van nabij-ruimtetechnologieën voor rubberprestaties in de ruimtevaart. Ontworpen als een “ballon in een ballon”, heeft het een stevige binnentank gevuld met helium eronder hoge druk Een buitenste helium gelamineerde ballon die kan uitzetten en leeglopen. Om de hoogte te vergroten, wordt helium vanuit de binnentank in de buitenste ballon geblazen, die uitzet om de aerobots extra drijfvermogen te geven. Wanneer het tijd is om de hoogte te verminderen, wordt helium terug in de tank gepompt, waardoor de buitenste ballon krimpt en het drijfvermogen van de aerobot vermindert.

“Het succes van deze testvluchten is een enorm voordeel voor ons: we hebben met succes de technologie gedemonstreerd die we nodig hebben om de wolken van Venus te verkennen”, zegt Paul Byrne, universitair hoofddocent aan de Washington University in St. samenwerken. “Deze tests vormen de basis voor het bereiken van geautomatiseerde langeafstandsverkenning boven het helse oppervlak van Venus.”

Geen wandeling in de wolken

Hoewel dit deel van de atmosfeer van Venus toleranter is dan de lagere regionen, bevatten langdurige reizen in de rotsachtige wolken van de planeet zwavelzuur En andere bijtende chemicaliën, het zal geen picknick zijn. Dus het meerlagige materiaal dat is ontwikkeld voor de buitenste ballon van de Aerobot, omvat een zuurbestendige coating, een metalen laag om de opwarming door de zon te verminderen en een structurele binnenlaag die het sterk genoeg houdt om de wetenschappelijke instrumenten eronder te houden. Er zijn ook nieuwe technologieën ontwikkeld om te zorgen voor een langdurige, zuurbestendige afdichting met minimale heliumlekkage uit de lassen.

“De materialen die worden gebruikt voor het voortbestaan ​​van Venus zijn een uitdaging om te produceren, en de hanteringskracht die we hebben getoond bij de lancering en het herstel in Nevada geeft ons vertrouwen in de ballon“Venus-betrouwbaarheid”, zegt mede-onderzoeker Tim Lachenmere, CEO van Near Space.

Hoewel recente tests in Nevada een mijlpaal waren voor een futuristisch concept dat is ontworpen met Venus in gedachten, zeggen onderzoekers dat de technologie ook kan worden gebruikt door wetenschappelijke ballonnen op grote hoogte die moeten worden gecontroleerd door hun hoogte in de lucht van de aarde.