У липні 2022 року вчені та інженери випробували прототип повітряної кулі Венери в пустелі Блек-Рок у штаті Невада. Зменшений транспортний засіб успішно пройшов 2 початкові випробувальні польоти

Поверхня Венери ворожа і невблаганна, з її палючим жаром і величезним тиском. Насправді зонди, які приземлилися там, проіснували щонайбільше кілька годин. Але може бути інший спосіб досліджувати цей небезпечний і захоплюючий світ за межами орбітальних апаратів, які обертаються навколо Сонця лише за крок від Землі. Ось і повітряна куля. Лабораторія реактивного руху NASA (JPL) у Пасадені, штат Каліфорнія, повідомила 10 жовтня 2022 року, що повітряна роботизована куля, одна з концептів повітряних роботів, успішно здійснила два випробувальні польоти над Невадою.

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

Перший випробувальний політ прототипу повітряної кулі Venus

Запланований Venus Aerobot має 40 футів (12 метрів) у діаметрі, приблизно 2/3 розміру прототипу.

Команда вчених та інженерів з JPL і Near Space Corporation в Тілламук, штат Орегон, провела тестовий політ. Їхній успіх свідчить про те, що венерианські повітряні кулі зможуть вижити в щільній атмосфері цього сусіднього світу. На Венері повітряна куля пролетить на висоті 55 кілометрів над поверхнею. Щоб відповідати температурі та щільності атмосфери Венери під час тестування, команда підняла тестову кулю на висоту 1 км.

В усіх відношеннях повітряна куля поводиться так, як було задумано. Джейкоб Ізраелітц, головний дослідник JPL Flight Test, спеціаліст з робототехніки, сказав: «Ми дуже задоволені продуктивністю прототипу. Він запустився, продемонстрував маневр на керованій висоті, і ми повернули його в хорошу форму після обох польотів. Ми записали велику кількість даних із цих польотів і сподіваємось використати їх для вдосконалення наших імітаційних моделей перед дослідженням нашої сестринської планети.

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

Подорож на вітрах Венери

Так чому ж повітряні кулі? NASA хоче вивчити область атмосфери Венери, яка є занадто низькою для аналізу орбітальним апаратом. На відміну від посадкових апаратів, які здуваються протягом кількох годин, повітряні кулі можуть плавати під вітром тижнями чи навіть місяцями, дрейфуючи зі сходу на захід. Повітряна куля також може змінювати свою висоту між 171 000 і 203 000 футів (52-62 кілометри) над поверхнею.

Однак літаючі роботи не зовсім поодинокі. Він працює з орбітальним апаратом над атмосферою Венери. Окрім проведення наукових експериментів, повітряна куля також діє як реле зв’язку з орбітальним апаратом.

Кульки в кулях

За словами дослідників, прототип — це «повітряна куля в кулі». Під тискомгелійзаповнює жорсткий внутрішній резервуар. Тим часом гнучка зовнішня гелієва куля може розширюватися та стискатися. Повітряні кулі також можуть підніматися вище або опускатися нижче. Це робиться за допомогоюгелійвентиляційні отвори. Якби команда місії хотіла підняти повітряну кулю, вони б випустили гелій із внутрішнього резервуара в зовнішню кулю. Щоб повернути повітряну кулю на місце,гелійвикидається назад у резервуар. Це призводить до того, що зовнішня повітряна куля стискається і втрачає деяку плавучість.

Корозійне середовище

На запланованій висоті 55 кілометрів над поверхнею Венери температура не така жахлива, а атмосферний тиск не такий високий. Але ця частина атмосфери Венери все ще досить сувора, тому що хмари сповнені крапельок сірчаної кислоти. Щоб протистояти цьому корозійному середовищу, інженери побудували повітряну кулю з кількох шарів матеріалу. Матеріал має кислотостійке покриття, металізацію для зменшення сонячного нагрівання та внутрішній шар, який залишається достатньо міцним для носіння наукових інструментів. Навіть пломби кислотостійкі. Льотні випробування показали, що матеріали та конструкція повітряної кулі також повинні працювати на Венері. Матеріали, які використовуються для живучості Венери, є складними у виготовленні, а надійність керування, яку ми продемонстрували під час запуску та відновлення в Неваді, дає нам впевненість у надійності наших повітряних куль на Венері.

Десятиліттями деякі вчені та інженери пропонували повітряні кулі як спосіб дослідження Венери. Незабаром це може стати реальністю. Зображення через NASA.

Наука в атмосфері Венери

Вчені оснащують повітряні кулі для різноманітних наукових досліджень. До них відноситься пошук звукових хвиль в атмосфері, спричинених землетрусами на Венері. Одним із найбільш захоплюючих аналізів буде склад самої атмосфери.Вуглекислий газскладає більшу частину атмосфери Венери, підживлюючи парниковий ефект, який зробив Венеру таким пеклом на поверхні. Новий аналіз може дати важливі підказки про те, як саме це сталося. Фактично, вчені кажуть, що в перші дні Венера була більше схожа на Землю. Так що сталося?

Звичайно, після того, як у 2020 році вчені повідомили про відкриття фосфіну в атмосфері Венери, питання про можливе життя в хмарах Венери відновило інтерес. Походження фосфіну не доведено, і деякі дослідження все ще ставлять під сумнів його існування. Але подібні місії на повітряній кулі були б ідеальними для глибокого аналізу хмар і, можливо, навіть для безпосередньої ідентифікації мікробів. Подібні місії на повітряних кулях можуть допомогти розгадати деякі з найзаплутаніших і складних секретів.