Вчені та інженери випробували прототип повітряної кулі «Венера» в пустелі Блек-Рок у Неваді в липні 2022 року. Зменшений апарат успішно виконав 2 початкові випробувальні польоти.

Через палючу спеку та неймовірний тиск поверхня Венери ворожа та невблаганна. Фактично, зонди, які досі там приземлилися, протрималися щонайбільше кілька годин. Але може бути інший спосіб дослідити цей небезпечний та захопливий світ за межами орбітальних апаратів, що обертаються навколо Сонця лише за крок від Землі. Це повітряна куля. Лабораторія реактивного руху (JPL) NASA в Пасадені, Каліфорнія, повідомила 10 жовтня 2022 року, що повітряна роботизована куля, одна з її концепцій повітряних роботів, успішно завершила два випробувальні польоти над Невадою.

Дослідники використали тестовий прототип, зменшену версію повітряної кулі, яка одного дня могла б дрейфувати крізь щільні хмари Венери.

Перший випробувальний політ прототипу аеростата «Венера»

Діаметр запланованого Venus Aerobot становить 12 метрів (40 футів), що приблизно вдвічі менше розміру прототипу.

Команда вчених та інженерів з JPL та Near Space Corporation у Тілламуку, штат Орегон, провела випробувальний політ. Їхній успіх свідчить про те, що венеріанські аеростаті повинні бути здатні вижити в щільній атмосфері цього сусіднього світу. На Венері аеростат летітиме на висоті 55 кілометрів над поверхнею. Щоб під час випробування відповідати температурі та щільності атмосфери Венери, команда підняла випробувальний аеростат на висоту 1 км.

У всіх відношеннях повітряна куля поводиться так, як було розроблено. Джейкоб Ізраелєвіц, головний дослідник льотних випробувань JPL, спеціаліст з робототехніки, сказав: «Ми дуже задоволені роботою прототипу. Він запустився, продемонстрував контрольований маневр на висоті, і ми повернули його у належний стан після обох польотів. Ми записали велику кількість даних з цих польотів і з нетерпінням чекаємо можливості використати їх для покращення наших симуляційних моделей, перш ніж досліджувати нашу сестринську планету».

Пол Бірн з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі та його співробітник з аерокосмічної робототехніки додав: «Успіх цих випробувальних польотів багато для нас означає: ми успішно продемонстрували технологію, необхідну для дослідження хмари Венери. Ці випробування закладають основу для того, як ми можемо забезпечити довгострокове роботизоване дослідження пекельної поверхні Венери».

Подорож у вітрах Венери

То чому ж повітряні кулі? NASA хоче вивчити область атмосфери Венери, яка розташована занадто низько для аналізу орбітальним зондом. На відміну від посадкових модулів, які вибухають протягом кількох годин, повітряні кулі можуть зависати на вітрі тижнями або навіть місяцями, дрейфуючи зі сходу на захід. Повітряна куля також може змінювати свою висоту від 171 000 до 203 000 футів (від 52 до 62 кілометрів) над поверхнею.

Однак, літаючі роботи не зовсім самотні. Вони працюють з орбітальним апаратом над атмосферою Венери. Окрім проведення наукових експериментів, повітряна куля також виконує функцію ретранслятора зв'язку з орбітальним апаратом.

Повітряні кульки в повітряних кульках

За словами дослідників, прототип — це, по суті, «повітряна куля всередині повітряної кулі». Під тискомгелійзаповнює жорсткий внутрішній резервуар. Тим часом, гнучка зовнішня гелієва кулька може розширюватися та стискатися. Кульки також можуть підніматися вище або опускатися нижче. Це відбувається за допомогоюгелійвентиляційні отвори. Якби команда місії захотіла підняти повітряну кулю, вони б випустили гелій з внутрішнього резервуара у зовнішню. Щоб повернути повітряну кулю на місце,гелійвиводиться назад у резервуар. Це призводить до стиснення зовнішньої балона та втрати частини плавучості.

Корозійне середовище

На запланованій висоті 55 кілометрів над поверхнею Венери температура не така жахлива, а атмосферний тиск не такий сильний. Але ця частина атмосфери Венери все ще досить сувора, оскільки хмари повні крапельок сірчаної кислоти. Щоб витримувати це корозійне середовище, інженери побудували аеростат з кількох шарів матеріалу. Матеріал має кислотостійке покриття, металізацію для зменшення сонячного нагрівання та внутрішній шар, який залишається достатньо міцним, щоб переносити наукові прилади. Навіть ущільнення кислотостійкі. Льотні випробування показали, що матеріали та конструкція аеростата також повинні працювати на Венері. Матеріали, що використовуються для забезпечення живучості на Венері, є складними у виробництві, а надійність керування, яку ми продемонстрували під час запуску та відновлення в Неваді, вселяє нам впевненість у надійності наших аеростат на Венері.

Протягом десятиліть деякі вчені та інженери пропонували використовувати повітряні кулі як спосіб дослідження Венери. Це може незабаром стати реальністю. Зображення надано NASA.

Наука в атмосфері Венери

Вчені оснащують повітряні кулі для різних наукових досліджень. Серед них пошук звукових хвиль в атмосфері, що утворюються землетрусами на Венері. Одними з найцікавіших аналізів будуть аналізи складу самої атмосфери.Вуглекислий газскладає більшу частину атмосфери Венери, підживлюючи неконтрольований парниковий ефект, який перетворив Венеру на таке пекло на поверхні. Новий аналіз може дати важливі підказки про те, як саме це сталося. Насправді, вчені кажуть, що на початку свого існування Венера була більше схожа на Землю. То що ж сталося?

Звичайно, відколи вчені повідомили про відкриття фосфіну в атмосфері Венери у 2020 році, питання про можливе життя в хмарах Венери відродило інтерес. Походження фосфіну залишається непереконливим, і деякі дослідження досі ставлять під сумнів його існування. Але такі місії на повітряних кулях ідеально підійдуть для глибокого аналізу хмар і, можливо, навіть для безпосередньої ідентифікації будь-яких мікробів. Такі місії на повітряних кулях можуть допомогти розгадати деякі з найзаплутаніших і найскладніших таємниць.