دانشمندان و مهندسان نمونه اولیه بالون ناهید را در صحرای صخره سیاه نوادا در جولای 2022 آزمایش کردند. این وسیله نقلیه کوچک شده با موفقیت 2 پرواز آزمایشی اولیه را انجام داد.

با گرمای شدید و فشار طاقت فرسا، سطح زهره خصمانه و نابخشودنی است. در واقع، کاوشگرهایی که تاکنون در آنجا فرود آمده اند، حداکثر تنها چند ساعت دوام آورده اند. اما ممکن است راه دیگری برای کاوش در این دنیای خطرناک و جذاب فراتر از مدارگردها وجود داشته باشد، چرخش به دور خورشید در فاصله چند قدمی زمین. اون بالونه آزمایشگاه رانش جت ناسا (JPL) در پاسادنا، کالیفرنیا، در 10 اکتبر 2022 گزارش داد که یک بالون رباتیک هوایی، یکی از مفاهیم رباتیک هوایی آن، دو پرواز آزمایشی را بر فراز نوادا با موفقیت انجام داده است.

محققان از یک نمونه آزمایشی استفاده کردند، یک نسخه کوچک شده از یک بالن که در واقع یک روز می تواند در میان ابرهای متراکم زهره حرکت کند.

اولین پرواز آزمایشی نمونه اولیه بالون ناهید

قطر ایروبات ونوس 40 فوت (12 متر) است که تقریباً 2/3 اندازه نمونه اولیه است.

تیمی از دانشمندان و مهندسان JPL و Near Space Corporation در تیلاموک، اورگان، این پرواز آزمایشی را انجام دادند. موفقیت آنها نشان می دهد که بالن های ونوس باید بتوانند در جو متراکم این جهان همسایه زنده بمانند. در زهره، بالون در ارتفاع 55 کیلومتری از سطح زمین پرواز می کند. برای مطابقت با دما و چگالی جو زهره در آزمایش، تیم بالون آزمایشی را به ارتفاع 1 کیلومتری برد.

از هر نظر، بالون همانطور که طراحی شده است رفتار می کند. جاکوب ایزرلویتز، محقق اصلی تست پرواز JPL، متخصص رباتیک، گفت: «ما از عملکرد نمونه اولیه بسیار راضی هستیم. پرتاب شد، مانور ارتفاع کنترل شده را نشان داد، و ما آن را پس از هر دو پرواز به حالت خوب بازگرداندیم. ما داده‌های گسترده‌ای را از این پروازها ثبت کرده‌ایم و مشتاقانه منتظریم که از آن برای بهبود مدل‌های شبیه‌سازی قبل از کاوش سیاره خواهرمان استفاده کنیم.

پل بایرن از دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس و یکی از همکاران علوم رباتیک هوافضا افزود: "موفقیت این پروازهای آزمایشی برای ما اهمیت زیادی دارد: ما با موفقیت فناوری مورد نیاز برای بررسی ابر زهره را نشان داده ایم. این آزمایش‌ها زمینه را برای اینکه چگونه می‌توانیم اکتشاف رباتیک طولانی‌مدت در سطح جهنمی زهره را فعال کنیم، ایجاد می‌کند.

سفر در بادهای ناهید

پس چرا بادکنک؟ ناسا می‌خواهد منطقه‌ای از جو زهره را مطالعه کند که برای مدارگرد بسیار پایین است. برخلاف فرودگرها که در عرض چند ساعت منفجر می شوند، بالون ها می توانند هفته ها یا حتی ماه ها در باد شناور باشند و از شرق به غرب حرکت کنند. این بالون همچنین می تواند ارتفاع خود را بین 171000 تا 203000 فوت (52 تا 62 کیلومتر) از سطح تغییر دهد.

با این حال، ربات های پرنده کاملاً تنها نیستند. با یک مدارگرد بالای جو زهره کار می کند. این بالون علاوه بر انجام آزمایشات علمی به عنوان یک رله ارتباطی با مدارگرد نیز عمل می کند.

بادکنک در بالن

به گفته محققان، نمونه اولیه اساساً یک "بالون در بالون" است. تحت فشارهلیوممخزن داخلی سفت و سخت را پر می کند. در همین حال، بالون هلیوم خارجی انعطاف پذیر می تواند منبسط و منقبض شود. بالون ها همچنین می توانند بالاتر بروند یا پایین بیایند. این کار را با کمک انجام می دهدهلیومدریچه ها اگر تیم مأموریت می خواست بالون را بلند کند، هلیوم را از مخزن داخلی به بالون بیرونی تخلیه می کرد. برای بازگرداندن بالون به جای خود،هلیومدوباره به داخل مخزن تخلیه می شود. این باعث می شود بالون بیرونی منقبض شود و مقداری شناوری را از دست بدهد.

محیط خورنده

در ارتفاع برنامه ریزی شده 55 کیلومتری از سطح زهره، دما آنقدرها وخیم نیست و فشار اتمسفر آنقدر قوی نیست. اما این قسمت از جو زهره هنوز بسیار خشن است، زیرا ابرها پر از قطرات اسید سولفوریک هستند. برای کمک به مقاومت در برابر این محیط خورنده، مهندسان بالون را از چندین لایه مواد ساختند. این ماده دارای یک پوشش مقاوم در برابر اسید، متالیزاسیون برای کاهش گرمایش خورشیدی و یک لایه داخلی است که به اندازه کافی قوی برای حمل ابزارهای علمی باقی می ماند. حتی مهر و موم ها در برابر اسید مقاوم هستند. آزمایشات پروازی نشان داده است که مواد و ساختار بالون باید روی زهره نیز کار کند. ساخت مواد مورد استفاده برای بقای زهره چالش برانگیز است و استحکام حمل و نقلی که ما در پرتاب و بازیابی خود در نوادا نشان دادیم، به ما در قابلیت اطمینان بالون های خود در زهره اطمینان می دهد.

برای چندین دهه، برخی از دانشمندان و مهندسان بالن ها را به عنوان راهی برای اکتشاف زهره پیشنهاد کرده اند. این ممکن است به زودی به واقعیت تبدیل شود. تصویر از طریق ناسا

علم در جو زهره

دانشمندان بالن ها را برای تحقیقات علمی مختلف تجهیز می کنند. اینها شامل جستجوی امواج صوتی در جو تولید شده توسط زمین لرزه های ناهید است. برخی از هیجان‌انگیزترین تحلیل‌ها ترکیب خود جو است.دی اکسید کربنبیشتر اتمسفر زهره را تشکیل می دهد و به اثر گلخانه ای فراری دامن می زند که زهره را به جهنمی در سطح تبدیل کرده است. تجزیه و تحلیل جدید می تواند سرنخ های مهمی در مورد چگونگی وقوع این اتفاق ارائه دهد. در واقع، دانشمندان می گویند که در روزهای اولیه، زهره بیشتر شبیه زمین بود. پس چی شد؟

البته، از زمانی که دانشمندان در سال 2020 کشف فسفین را در جو زهره گزارش کردند، مسئله حیات احتمالی در ابرهای زهره دوباره مورد توجه قرار گرفت. منشا فسفین قطعی نیست و برخی مطالعات هنوز وجود آن را زیر سوال می برند. اما ماموریت های بالونی مانند این برای تجزیه و تحلیل عمیق ابرها و شاید حتی شناسایی مستقیم میکروب ها ایده آل هستند. ماموریت های بالون مانند این می تواند به کشف برخی از گیج کننده ترین و چالش برانگیزترین رازها کمک کند.