Các nhà khoa học và kỹ sư đã thử nghiệm một nguyên mẫu bóng bay Venus ở sa mạc Black Rock của Nevada vào tháng 7 năm 2022. Chiếc xe đã thu nhỏ đã hoàn thành thành công 2 chuyến bay thử nghiệm ban đầu

Với sức nóng và áp lực áp đảo, bề mặt của Venus là thù địch và không thể tha thứ. Trên thực tế, các tàu thăm dò đã hạ cánh ở đó cho đến nay chỉ kéo dài một vài giờ. Nhưng có thể có một cách khác để khám phá thế giới nguy hiểm và hấp dẫn này vượt ra ngoài quỹ đạo, quay quanh mặt trời chỉ là một hòn đá ném từ trái đất. Đó là quả bóng bay. Phòng thí nghiệm động cơ phản lực của NASA (JPL) ở Pasadena, Calif., Đã báo cáo vào ngày 10 tháng 10 năm 2022 rằng một quả bóng robot trên không, một trong những khái niệm robot trên không của nó, đã hoàn thành thành công hai chuyến bay thử nghiệm qua Nevada.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một nguyên mẫu thử nghiệm, một phiên bản thu nhỏ của một quả bóng thực sự có thể một ngày nào đó trôi qua những đám mây dày đặc của sao Kim.

Chuyến bay thử nghiệm nguyên mẫu Venus Balloon đầu tiên

Các Aerobot sao Kim có kế hoạch có đường kính 40 feet (12 mét), khoảng 2/3 kích thước của nguyên mẫu.

Một nhóm các nhà khoa học và kỹ sư từ JPL và gần Tập đoàn không gian ở Tillamook, Oregon, đã tiến hành chuyến bay thử nghiệm. Thành công của họ cho thấy những quả bóng bay của người Venus có thể tồn tại trong bầu không khí dày đặc của thế giới lân cận này. Trên Sao Kim, quả bóng bay sẽ bay ở độ cao 55 km trên bề mặt. Để phù hợp với nhiệt độ và mật độ của bầu không khí của Sao Kim trong thử nghiệm, nhóm đã nâng khinh khí cầu lên độ cao 1 km.

Trong mọi cách, khinh khí cầu hoạt động như được thiết kế. Jacob Izraelevitz, điều tra viên chính của JPL Flight Thử nghiệm, chuyên gia về robot, cho biết: Chúng tôi rất hài lòng với hiệu suất của nguyên mẫu.

Paul Byrne của Đại học Washington ở St. Louis và một cộng tác viên khoa học robot không gian vũ trụ nói thêm: Thành công của các chuyến bay thử nghiệm này có ý nghĩa rất lớn đối với chúng tôi: Chúng tôi đã chứng minh thành công công nghệ cần thiết để điều tra đám mây Venus.

Du lịch trong gió Venus

Vậy tại sao bóng bay? NASA muốn nghiên cứu một khu vực của bầu không khí của Venus quá thấp để người quản lý phân tích. Không giống như Landers, nổ tung trong vài giờ, bóng bay có thể nổi trong gió trong vài tuần hoặc thậm chí vài tháng, trôi từ đông sang tây. Bong bóng cũng có thể thay đổi độ cao của nó trong khoảng từ 171.000 đến 203.000 feet (52 đến 62 km) so với bề mặt.

Tuy nhiên, robot bay không hoàn toàn đơn độc. Nó hoạt động với một quỹ đạo trên bầu không khí của sao Kim. Ngoài việc tiến hành các thí nghiệm khoa học, khinh khí cầu cũng hoạt động như một chuyển tiếp giao tiếp với quỹ đạo.

Bong bóng trong bóng bay

Các nguyên mẫu về cơ bản là một quả bóng bay trong một quả bóng bay, các nhà nghiên cứu cho biết. Điều ápHeliumlấp đầy hồ chứa nội bộ cứng nhắc. Trong khi đó, khinh khí cầu helium linh hoạt có thể mở rộng và co lại. Bong bóng cũng có thể tăng cao hơn hoặc giảm thấp hơn. Nó làm điều này với sự giúp đỡ củaHeliumlỗ thông hơi. Nếu nhóm truyền giáo muốn nâng bóng bay, họ sẽ thông hơi helium từ hồ chứa bên trong lên khinh khí cầu. Để đặt quả bóng trở lại vị trí,Heliumđược thông hơi trở lại vào hồ chứa. Điều này làm cho khinh khí cầu bên ngoài co lại và mất một số sức nổi.

Môi trường ăn mòn

Ở độ cao theo kế hoạch 55 km trên bề mặt của sao Kim, nhiệt độ không thảm khốc và áp suất khí quyển không mạnh. Nhưng phần này của bầu không khí của Venus vẫn còn khá khắc nghiệt, bởi vì các đám mây chứa đầy những giọt axit sunfuric. Để giúp chịu được môi trường ăn mòn này, các kỹ sư đã xây dựng khinh khí cầu từ nhiều lớp vật liệu. Vật liệu có lớp phủ kháng axit, luyện kim để giảm hệ thống sưởi năng lượng mặt trời và một lớp bên trong vẫn đủ mạnh để mang các dụng cụ khoa học. Ngay cả các con dấu có khả năng kháng axit. Các thử nghiệm bay đã chỉ ra rằng các vật liệu và xây dựng của khinh khí cầu cũng nên hoạt động trên Sao Kim. Các vật liệu được sử dụng cho khả năng sống sót của sao Kim là một thách thức đối với việc sản xuất, và sự mạnh mẽ của việc xử lý mà chúng tôi đã chứng minh trong việc khởi động và phục hồi Nevada của chúng tôi giúp chúng tôi tự tin vào độ tin cậy của bóng bay trên Sao Kim.

Trong nhiều thập kỷ, một số nhà khoa học và kỹ sư đã đề xuất bóng bay như một cách để khám phá Sao Kim. Điều này có thể sớm trở thành hiện thực. Hình ảnh qua NASA.

Khoa học trong bầu không khí của sao Kim

Các nhà khoa học trang bị bóng bay cho các cuộc điều tra khoa học khác nhau. Chúng bao gồm tìm kiếm sóng âm trong bầu khí quyển được tạo ra bởi các trận động đất của Venusian. Một số phân tích thú vị nhất sẽ là thành phần của bầu khí quyển.Khí cacbonicTạo nên hầu hết bầu không khí của Sao Kim, thúc đẩy hiệu ứng nhà kính chạy trốn đã khiến Sao Kim trở thành một địa ngục như vậy trên bề mặt. Phân tích mới có thể cung cấp manh mối quan trọng về cách chính xác điều này đã xảy ra. Trên thực tế, các nhà khoa học nói rằng trong những ngày đầu, Venus đã từng giống trái đất hơn. Vậy chuyện gì đã xảy ra?

Tất nhiên, vì các nhà khoa học đã báo cáo việc phát hiện ra phosphine trong bầu không khí của Sao Kim vào năm 2020, câu hỏi về cuộc sống có thể có trong các đám mây của Sao Kim đã hồi sinh sự quan tâm. Nguồn gốc của phosphine là không thuyết phục, và một số nghiên cứu vẫn đặt câu hỏi về sự tồn tại của nó. Nhưng các nhiệm vụ bóng như thế này sẽ là lý tưởng để phân tích sâu sắc các đám mây và thậm chí có thể xác định trực tiếp bất kỳ vi khuẩn nào. Các nhiệm vụ bóng như thế này có thể giúp làm sáng tỏ một số bí mật khó hiểu và đầy thách thức nhất.