Các nhà khoa học và kỹ sư đã thử nghiệm nguyên mẫu khinh khí cầu Venus ở sa mạc Black Rock của Nevada vào tháng 7 năm 2022. Phương tiện thu nhỏ này đã hoàn thành xuất sắc 2 chuyến bay thử nghiệm ban đầu

Với sức nóng thiêu đốt và áp suất áp đảo, bề mặt của sao Kim rất thù địch và không khoan dung.Trên thực tế, các tàu thăm dò đã hạ cánh ở đó cho đến nay chỉ tồn tại nhiều nhất là vài giờ.Nhưng có thể có một cách khác để khám phá thế giới nguy hiểm và hấp dẫn này ngoài quỹ đạo, quay quanh mặt trời chỉ cách Trái đất một quãng ngắn.Đó chính là quả bóng bay.Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA ở Pasadena, California, đã báo cáo vào ngày 10 tháng 10 năm 2022 rằng một khinh khí cầu rô-bốt trên không, một trong những khái niệm rô-bốt trên không của NASA, 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 bay mà một ngày nào đó thực sự có thể trôi qua những đám mây dày đặc của sao Kim.

Chuyến bay thử nghiệm nguyên mẫu khinh khí cầu Venus đầu tiên

Venus Aerobot theo kế hoạch có đường kính 40 feet (12 mét), bằng khoảng 2/3 kích thước của nguyên mẫu.

Một nhóm các nhà khoa học và kỹ sư từ JPL và Near Space Corporation ở Tillamook, Oregon, đã tiến hành chuyến bay thử nghiệm.Thành công của họ cho thấy rằng những quả bóng bay của sao Kim có thể tồn tại trong bầu khí quyển dày đặc của thế giới láng giềng này.Trên sao Kim, khinh khí cầu sẽ bay ở độ cao 55 km so với bề mặt.Để phù hợp với nhiệt độ và mật độ bầu khí quyển của sao Kim trong cuộc thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã nâng khinh khí cầu thử nghiệm lên độ cao 1 km.

Theo mọi cách, khinh khí cầu hoạt động như nó được thiết kế.Jacob Izraelevitz, Điều tra viên chính của Thử nghiệm chuyến bay JPL, Chuyên gia về người máy, cho biết: “Chúng tôi rất hài lòng với hiệu suất của nguyên mẫu.Nó đã phóng, thể hiện khả năng điều khiển độ cao có kiểm soát và chúng tôi đã đưa nó trở lại tình trạng tốt sau cả hai chuyến bay.Chúng tôi đã ghi lại nhiều dữ liệu từ các chuyến bay này và mong muốn sử dụng dữ liệu đó để cải thiện các mô hình mô phỏng trước khi khám phá hành tinh chị em của chúng ta.

Paul Byrne của Đại học Washington ở St. Louis và một cộng tác viên khoa học người máy hàng không vũ trụ cho biết thêm: “Thành công của các chuyến bay thử nghiệm này có ý nghĩa rất lớn đối với chúng tôi: Chúng tôi đã trình diễn thành công công nghệ cần thiết để điều tra đám mây sao Kim.Những thử nghiệm này đặt nền móng cho cách chúng ta có thể cho phép robot thăm dò lâu dài trên bề mặt địa ngục của sao Kim.

Du hành trong gió sao Kim

Vậy tại sao bóng bay?NASA muốn nghiên cứu một vùng bầu khí quyển của sao Kim quá thấp để tàu quỹ đạo phân tích.Không giống như tàu đổ bộ nổ tung trong vòng vài giờ, bóng bay có thể lơ lửng trong gió hàng tuần hoặc thậm chí hàng tháng, trôi từ đông sang tây.Khinh khí cầu cũng có thể thay đổi độ cao 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 phía trên bầu khí quyển của sao Kim.Ngoài việc tiến hành các thí nghiệm khoa học, khinh khí cầu còn đóng vai trò chuyển tiếp liên lạc với tàu vũ trụ.

Bong bóng trong bóng bay

Các nhà nghiên cứu cho biết nguyên mẫu về cơ bản là một “quả bóng bay trong một quả bóng bay”.điều ápkhí helilấp đầy hồ chứa bên trong cứng nhắc.Trong khi đó, quả bóng helium linh hoạt bên ngoài có thể giãn ra và co lại.Bong bóng cũng có thể bay lên cao hơn hoặc rơi xuống thấp hơn.Nó làm điều này với sự giúp đỡ củakhí helilỗ thông hơi.Nếu nhóm nhiệm vụ muốn nâng quả bóng bay lên, họ sẽ thổi khí heli từ bình chứa bên trong ra quả bóng bay bên ngoài.Để đặt quả bóng trở lại vị trí,khí heliđược thông hơi trở lại vào hồ chứa.Điều này làm cho quả bóng bên ngoài co lại và mất đi một số lực nổi.

Môi trường ăn mòn

Ở độ cao dự kiến ​​là 55 km so với bề mặt Sao Kim, nhiệt độ không quá khắc nghiệt và áp suất khí quyển không mạnh bằng.Nhưng phần này của bầu khí quyển sao Kim vẫn còn khá khắc nghiệt, bởi vì những đám mây chứa đầy những giọt axit sunfuric.Để giúp chịu được môi trường ăn mòn này, các kỹ sư đã chế tạo khinh khí cầu từ nhiều lớp vật liệu.Vật liệu này có lớp phủ chống axit, kim loại hóa để giảm nhiệt mặt trời và lớp bên trong đủ bền để mang theo các dụng cụ khoa học.Ngay cả các con dấu có khả năng chống axit.Các chuyến bay thử nghiệm đã chỉ ra rằng vật liệu và cấu trúc của khinh khí cầu cũng sẽ hoạt động trên sao Kim.Các vật liệu được sử dụng cho khả năng sống sót của sao Kim rất khó sản xuất và khả năng xử lý mạnh mẽ mà chúng tôi đã thể hiện trong lần phóng và thu hồi ở Nevada giúp chúng tôi tin tưởng vào độ tin cậy của các quả bóng bay trên sao Kim.

Trong nhiều thập kỷ, một số nhà khoa học và kỹ sư đã đề xuất khinh khí cầu 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 khí quyển của sao Kim

Các nhà khoa học trang bị bóng bay cho các nghiên cứu khoa học khác nhau.Chúng bao gồm việc tìm kiếm sóng âm thanh trong bầu khí quyển do các trận động đất ở sao Kim tạo ra.Một số phân tích thú vị nhất sẽ là thành phần của bầu khí quyển.Khí cacbonictạo nên phần lớn bầu khí quyển của Sao Kim, thúc đẩy hiệu ứng nhà kính nhanh chóng khiến Sao Kim trở thành địa ngục trên bề mặt.Phân tích mới có thể cung cấp manh mối quan trọng về việc điều này xảy ra chính xác như thế nào.Trên thực tế, các nhà khoa học nói rằng trong những ngày đầu, sao Kim từng giống Trái đất hơn.Vậy chuyện gì đã xảy ra?

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