دانشمندان و مهندسان در ژوئیه ۲۰۲۲ نمونه اولیه بالن زهره را در صحرای بلک راک نوادا آزمایش کردند. این وسیله نقلیه کوچک‌شده با موفقیت دو پرواز آزمایشی اولیه را به پایان رساند.

سطح زهره با گرمای سوزان و فشار طاقت‌فرسا، خشن و بی‌رحم است. در واقع، کاوشگرهایی که تاکنون در آنجا فرود آمده‌اند، حداکثر تنها چند ساعت دوام آورده‌اند. اما ممکن است راه دیگری برای کاوش این دنیای خطرناک و جذاب فراتر از مدارگردها وجود داشته باشد که در فاصله کمی از زمین به دور خورشید می‌چرخند. این راه، بالن است. آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در پاسادنا، کالیفرنیا، در 10 اکتبر 2022 گزارش داد که یک بالن رباتیک هوایی، یکی از مفاهیم رباتیک هوایی آن، دو پرواز آزمایشی را با موفقیت بر فراز نوادا به پایان رسانده است.

محققان از یک نمونه اولیه آزمایشی، یک نسخه کوچک شده از یک بالن که می‌تواند روزی در ابرهای متراکم زهره شناور شود، استفاده کردند.

اولین پرواز آزمایشی نمونه اولیه بالن زهره

ونوس آئروبوتِ برنامه‌ریزی‌شده، قطری معادل ۱۲ متر دارد که حدود دو سوم اندازه نمونه اولیه است.

تیمی از دانشمندان و مهندسان از JPL و شرکت فضایی نزدیک در تیلاموک، اورگان، این پرواز آزمایشی را انجام دادند. موفقیت آنها نشان می‌دهد که بالن‌های زهره باید بتوانند در جو متراکم این سیاره همسایه زنده بمانند. در زهره، بالن در ارتفاع ۵۵ کیلومتری از سطح پرواز خواهد کرد. برای مطابقت با دما و چگالی جو زهره در این آزمایش، تیم بالن آزمایشی را تا ارتفاع ۱ کیلومتری بالا برد.

این بالن از هر نظر همانطور که طراحی شده است، رفتار می‌کند. جیکوب ایزرائیلویتز، محقق اصلی آزمایش پرواز JPL و متخصص رباتیک، گفت: «ما از عملکرد نمونه اولیه بسیار راضی هستیم. این بالن پرتاب شد، مانور ارتفاع کنترل‌شده را نشان داد و پس از هر دو پرواز، آن را در وضعیت خوبی قرار دادیم. ما داده‌های گسترده‌ای از این پروازها ثبت کرده‌ایم و مشتاقانه منتظریم تا قبل از کاوش سیاره خواهرمان، از آن برای بهبود مدل‌های شبیه‌سازی خود استفاده کنیم.»

پاول بیرن از دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس و همکار علمی رباتیک هوافضا افزود: «موفقیت این پروازهای آزمایشی برای ما بسیار ارزشمند است: ما با موفقیت فناوری مورد نیاز برای بررسی ابر زهره را نشان داده‌ایم. این آزمایش‌ها زمینه را برای چگونگی امکان‌پذیر کردن اکتشافات رباتیک بلندمدت در سطح جهنمی زهره فراهم می‌کنند.»

سفر در بادهای زهره

پس چرا بالن؟ ناسا می‌خواهد منطقه‌ای از جو زهره را مطالعه کند که برای مدارگرد بسیار پایین است و نمی‌تواند آن را تجزیه و تحلیل کند. برخلاف فرودگرها که در عرض چند ساعت منفجر می‌شوند، بالن‌ها می‌توانند هفته‌ها یا حتی ماه‌ها در باد شناور باشند و از شرق به غرب حرکت کنند. بالن همچنین می‌تواند ارتفاع خود را بین ۵۲ تا ۶۲ کیلومتر (۱۷۱۰۰۰ تا ۲۰۳۰۰۰ فوت) بالاتر از سطح تغییر دهد.

با این حال، ربات‌های پرنده کاملاً تنها نیستند. این ربات با یک مدارگرد در بالای جو زهره کار می‌کند. این بالن علاوه بر انجام آزمایش‌های علمی، به عنوان یک رله ارتباطی با مدارگرد نیز عمل می‌کند.

بادکنک‌ها در بادکنک‌ها

محققان گفتند که نمونه اولیه اساساً یک «بالون درون یک بادکنک دیگر» است.هلیوممخزن داخلی سفت و سخت را پر می‌کند. در همین حال، بادکنک هلیومی بیرونی انعطاف‌پذیر می‌تواند منبسط و منقبض شود. بادکنک‌ها همچنین می‌توانند بالاتر بروند یا پایین‌تر بیایند. این کار را با کمک ... انجام می‌دهد.هلیومدریچه‌ها. اگر تیم ماموریت می‌خواستند بالن را بلند کنند، هلیوم را از مخزن داخلی به بالن خارجی تخلیه می‌کردند. برای قرار دادن مجدد بالن در جای خود،هلیومدوباره به داخل مخزن تخلیه می‌شود. این باعث می‌شود بادکنک بیرونی منقبض شود و مقداری از خاصیت شناوری خود را از دست بدهد.

محیط خورنده

در ارتفاع برنامه‌ریزی‌شده ۵۵ کیلومتری بالای سطح زهره، دما به این شدت وخیم نیست و فشار اتمسفر نیز به این شدت نیست. اما این بخش از جو زهره هنوز هم بسیار شدید است، زیرا ابرها پر از قطرات اسید سولفوریک هستند. برای کمک به مقاومت در برابر این محیط خورنده، مهندسان این بالن را از چندین لایه مواد ساختند. این ماده دارای یک پوشش مقاوم در برابر اسید، فلزکاری برای کاهش گرمای خورشیدی و یک لایه داخلی است که به اندازه کافی قوی برای حمل ابزارهای علمی باقی می‌ماند. حتی درزگیرها نیز در برابر اسید مقاوم هستند. آزمایش‌های پرواز نشان داده‌اند که مواد و ساختار بالن باید روی زهره نیز کار کنند. تولید موادی که برای بقا در زهره استفاده می‌شوند، چالش برانگیز است و استحکامی که ما در پرتاب و بازیابی نوادا نشان دادیم، به ما اطمینان می‌دهد که بالن‌های ما در زهره قابل اعتماد هستند.

برای دهه‌ها، برخی از دانشمندان و مهندسان بالن‌ها را به عنوان راهی برای کاوش زهره پیشنهاد کرده‌اند. این ایده ممکن است به زودی به واقعیت تبدیل شود. تصویر از ناسا

علم در جو زهره

دانشمندان بالن‌ها را برای تحقیقات علمی مختلف تجهیز می‌کنند. این تحقیقات شامل جستجوی امواج صوتی در جو تولید شده توسط زلزله‌های زهره می‌شود. برخی از هیجان‌انگیزترین تحلیل‌ها، ترکیب خود جو خواهد بود.دی اکسید کربنبیشتر جو زهره را تشکیل می‌دهد و اثر گلخانه‌ای افسارگسیخته‌ای را تقویت می‌کند که زهره را به چنین جهنمی روی سطح آن تبدیل کرده است. تجزیه و تحلیل جدید می‌تواند سرنخ‌های مهمی در مورد چگونگی دقیق وقوع این اتفاق ارائه دهد. در واقع، دانشمندان می‌گویند که در روزهای اولیه، زهره بیشتر شبیه زمین بوده است. پس چه اتفاقی افتاده است؟

البته، از زمانی که دانشمندان در سال ۲۰۲۰ از کشف فسفین در جو زهره خبر دادند، مسئله احتمال وجود حیات در ابرهای زهره دوباره مورد توجه قرار گرفته است. منشأ فسفین قطعی نیست و برخی مطالعات هنوز وجود آن را زیر سوال می‌برند. اما ماموریت‌های بالون مانند این برای تجزیه و تحلیل عمیق ابرها و شاید حتی شناسایی مستقیم هرگونه میکروبی ایده‌آل خواهند بود. ماموریت‌های بالون مانند این می‌تواند به کشف برخی از گیج‌کننده‌ترین و چالش‌برانگیزترین رازها کمک کند.