Para saintis dan jurutera telah menguji prototaip belon Venus di Gurun Black Rock Nevada pada Julai 2022. Kenderaan yang diperkecilkan itu berjaya menyelesaikan 2 penerbangan ujian awal

Dengan haba yang membakar dan tekanan yang luar biasa, permukaan Zuhrah bermusuhan dan tidak boleh memaafkan. Malah, siasatan yang mendarat di sana setakat ini hanya bertahan paling lama beberapa jam. Tetapi mungkin ada cara lain untuk menerokai dunia yang berbahaya dan menarik ini melangkaui pengorbit, mengelilingi matahari dengan jarak yang sangat dekat dari Bumi. Itu belon. Makmal Jet Propulsion (JPL) NASA di Pasadena, Calif., melaporkan pada 10 Oktober 2022 bahawa belon robot udara, salah satu konsep robotik udaranya, telah berjaya menyelesaikan dua penerbangan ujian ke atas Nevada.

Para penyelidik menggunakan prototaip ujian, versi belon yang mengecut yang sebenarnya boleh hanyut melalui awan tebal Venus suatu hari nanti.

Penerbangan ujian prototaip belon Venus pertama

Venus Aerobot yang dirancang adalah diameter 40 kaki (12 meter), kira-kira 2/3 saiz prototaip.

Satu pasukan saintis dan jurutera dari JPL dan Near Space Corporation di Tillamook, Oregon, menjalankan ujian penerbangan. Kejayaan mereka menunjukkan bahawa belon Venus sepatutnya dapat bertahan dalam suasana padat dunia jiran ini. Di Zuhrah, belon itu akan terbang pada ketinggian 55 kilometer di atas permukaan. Untuk memadankan suhu dan ketumpatan atmosfera Zuhrah dalam ujian, pasukan itu mengangkat belon ujian ke ketinggian 1 km.

Dalam setiap cara, belon berkelakuan seperti yang direka. Jacob Izraelevitz, Penyiasat Utama Ujian Penerbangan JPL, Pakar Robotik, berkata: “Kami sangat gembira dengan prestasi prototaip itu. Ia melancarkan, menunjukkan pergerakan ketinggian terkawal, dan kami mendapatkannya kembali dalam keadaan baik selepas kedua-dua penerbangan. Kami telah merekodkan data yang luas daripada penerbangan ini dan berharap dapat menggunakannya untuk menambah baik model simulasi kami sebelum meneroka planet saudara kita.

Paul Byrne dari Universiti Washington di St. Louis dan kolaborator sains robotik aeroangkasa menambah: “Kejayaan penerbangan ujian ini amat bermakna bagi kami: Kami telah berjaya menunjukkan teknologi yang diperlukan untuk menyiasat awan Venus. Ujian ini meletakkan asas untuk bagaimana kami boleh mendayakan penerokaan robot jangka panjang di permukaan neraka Venus.

Perjalanan dalam angin Venus

Jadi mengapa belon? NASA mahu mengkaji kawasan atmosfera Zuhrah yang terlalu rendah untuk dianalisis oleh pengorbit. Tidak seperti pendarat, yang meletup dalam beberapa jam, belon boleh terapung ditiup angin selama berminggu-minggu atau bahkan berbulan-bulan, hanyut dari timur ke barat. Belon itu juga boleh menukar ketinggiannya antara 171,000 dan 203,000 kaki (52 hingga 62 kilometer) di atas permukaan.

Walau bagaimanapun, robot terbang tidak sepenuhnya bersendirian. Ia berfungsi dengan pengorbit di atas atmosfera Zuhrah. Selain menjalankan eksperimen saintifik, belon juga bertindak sebagai penyampai komunikasi dengan pengorbit.

Belon dalam belon

Prototaip itu pada dasarnya adalah "belon dalam belon," kata para penyelidik. Bertekananheliummengisi takungan dalaman yang tegar. Sementara itu, belon helium luar yang fleksibel boleh mengembang dan mengecut. Belon juga boleh naik lebih tinggi atau jatuh lebih rendah. Ia melakukan ini dengan bantuanheliumlubang angin. Jika pasukan misi ingin mengangkat belon, mereka akan mengeluarkan helium dari takungan dalam ke belon luar. Untuk meletakkan kembali belon ke tempatnya,heliumdibuang semula ke dalam takungan. Ini menyebabkan belon luar mengecut dan kehilangan daya apungan.

Persekitaran yang menghakis

Pada ketinggian yang dirancang 55 kilometer di atas permukaan Zuhrah, suhu tidak seteruk dan tekanan atmosfera tidak sekuat itu. Tetapi bahagian atmosfera Venus ini masih agak keras, kerana awan penuh dengan titisan asid sulfurik. Untuk membantu menahan persekitaran yang menghakis ini, jurutera membina belon daripada pelbagai lapisan bahan. Bahan ini mempunyai salutan tahan asid, metalisasi untuk mengurangkan pemanasan suria, dan lapisan dalam yang kekal cukup kuat untuk membawa instrumen saintifik. Malah anjing laut adalah tahan asid. Ujian penerbangan telah menunjukkan bahawa bahan dan pembinaan belon juga harus berfungsi pada Zuhrah. Bahan yang digunakan untuk kemandirian Venus adalah mencabar untuk dihasilkan, dan keteguhan pengendalian yang kami tunjukkan dalam pelancaran dan pemulihan Nevada kami memberikan kami keyakinan terhadap kebolehpercayaan belon kami di Venus.

Selama beberapa dekad, beberapa saintis dan jurutera telah mencadangkan belon sebagai cara untuk meneroka Zuhrah. Ini mungkin tidak lama lagi menjadi kenyataan. Imej melalui NASA.

Sains dalam Atmosfera Zuhrah

Para saintis melengkapkan belon untuk pelbagai penyiasatan saintifik. Ini termasuk mencari gelombang bunyi di atmosfera yang dihasilkan oleh gempa bumi Venus. Beberapa analisis yang paling menarik ialah komposisi atmosfera itu sendiri.Karbon dioksidamembentuk sebahagian besar atmosfera Zuhrah, menyemarakkan kesan rumah hijau yang telah menyebabkan Zuhrah begitu jahanam di permukaan. Analisis baharu boleh memberikan petunjuk penting tentang bagaimana sebenarnya ini berlaku. Malah, saintis mengatakan bahawa pada zaman awal, Zuhrah dahulu lebih seperti Bumi. Jadi apa yang berlaku?

Sudah tentu, sejak saintis melaporkan penemuan fosfin dalam atmosfera Zuhrah pada tahun 2020, persoalan kemungkinan kehidupan di awan Zuhrah telah menghidupkan semula minat. Asal-usul fosfin tidak dapat disimpulkan, dan beberapa kajian masih mempersoalkan kewujudannya. Tetapi misi belon seperti ini sesuai untuk analisis awan yang mendalam dan mungkin juga mengenal pasti sebarang mikrob secara langsung. Misi belon seperti ini boleh membantu membongkar beberapa rahsia yang paling mengelirukan dan mencabar.