Vísindamenn og verkfræðingar prófuðu frumgerð af Venus-loftbelg í Black Rock-eyðimörkinni í Nevada í júlí 2022. Smærri farartækið lauk tveimur fyrstu prófunarflugum með góðum árangri.

Með brennandi hita sínum og yfirþyrmandi þrýstingi er yfirborð Venusar fjandsamlegt og miskunnarlaust. Reyndar hafa geimförin sem þar hafa lent hingað til aðeins varað í nokkrar klukkustundir í mesta lagi. En það gæti verið önnur leið til að kanna þennan hættulega og heillandi heim handan geimfara, sem eru á braut um sólina aðeins steinsnar frá jörðinni. Það er loftbelgurinn. Þjóðarvélaframleiðslustofnun NASA (JPL) í Pasadena í Kaliforníu tilkynnti þann 10. október 2022 að vélmenni í loftbelg, ein af hugmyndum þeirra um vélmenni í lofti, hefði lokið tveimur prufuflugum yfir Nevada.

Rannsakendurnir notuðu tilraunafrumgerð, minnkaða útgáfu af loftbelg sem gæti í raun einn daginn svifið í gegnum þétt ský Venusar.

Fyrsta tilraunaflug frumgerðar af Venus loftbelgnum

Venus Aerobot, sem fyrirhugað er, er 12 metrar í þvermál, um það bil 2/3 af stærð frumgerðarinnar.

Teymi vísindamanna og verkfræðinga frá JPL og Near Space Corporation í Tillamook í Oregon framkvæmdi tilraunaflugið. Árangur þeirra bendir til þess að Venusarbelgir ættu að geta lifað af í þéttum lofthjúpi þessa nágrannaplans. Á Venus mun belginn fljúga í 55 kílómetra hæð yfir yfirborðinu. Til að passa við hitastig og eðlisþyngd lofthjúps Venusar í tilrauninni lyfti teymið tilraunabelgnum upp í 1 km hæð.

Loftbelgurinn hegðar sér í alla staði eins og hann var hannaður. Jacob Izraelevitz, aðalrannsakandi hjá JPL Flight Test, sérfræðingur í vélmennafræði, sagði: „Við erum mjög ánægð með frammistöðu frumgerðarinnar. Hún var skotin á loft, sýndi fram á stýrða hæðarhreyfingu og við fengum hana aftur í gott ástand eftir báðar flugferðirnar. Við höfum skráð umfangsmikil gögn úr þessum flugferðum og hlökkum til að nota þau til að bæta hermunarlíkön okkar áður en við könnum systurplánetuna okkar.“

Paul Byrne frá Washington-háskóla í St. Louis og samstarfsmaður í geimferðafræði og vélfærafræði bætti við: „Árangur þessara tilraunafluga þýðir mikið fyrir okkur: Við höfum sýnt fram á tækni sem þarf til að rannsaka Venusarskýið. Þessar prófanir leggja grunninn að því hvernig við gætum gert langtíma vélfærakönnun á helvítis yfirborði Venusar mögulega.“

Ferðast í Venusvindum

Hvers vegna þá blöðrur? NASA vill rannsaka svæði í lofthjúpi Venusar sem er of lágt til að geimfarið geti greint það. Ólíkt lendingarfari, sem springa upp innan nokkurra klukkustunda, geta blöðrur svifið í vindinum í vikur eða jafnvel mánuði, rekið frá austri til vesturs. Loftbelgurinn getur einnig breytt hæð sinni á milli 171.000 og 203.000 fet (52 til 62 kílómetra) yfir yfirborðinu.

Fljúgandi vélmenni eru þó ekki alveg ein. Þau starfa með brautarfari yfir lofthjúpi Venusar. Auk þess að framkvæma vísindalegar tilraunir virkar loftbelgurinn einnig sem samskiptaleiðir við brautarfarið.

Blöðrur í blöðrum

Rannsakendurnir sögðu að frumgerðin væri í grundvallaratriðum „blöðra innan í blöðru.“helíumfyllir stíft innra geymi. Á sama tíma getur sveigjanleg ytri helíumblöðra þanist út og dregist saman. Blöðrur geta einnig risið hærra eða fallið lægra. Þetta er gert með hjálphelíumLoftop. Ef leiðangursliðið vildi lyfta blöðrunni, myndu þau blása helíum úr innra geyminum yfir í ytri blöðruna. Til að setja blöðruna aftur á sinn stað,helíumer loftað aftur inn í geyminn. Þetta veldur því að ytri blöðran dregst saman og missir uppdrift.

Ætandi umhverfi

Í fyrirhugaðri hæð, 55 kílómetra yfir yfirborði Venusar, er hitastigið ekki eins hræðilegt og loftþrýstingurinn ekki eins mikill. En þessi hluti lofthjúps Venusar er samt sem áður frekar harður, því skýin eru full af brennisteinssýrudropum. Til að þola þetta tærandi umhverfi smíðuðu verkfræðingarnir loftbelginn úr mörgum lögum af efni. Efnið er með sýruþolnu lagi, málmhúðun til að draga úr sólarhita og innra lagi sem er nógu sterkt til að bera vísindatæki. Jafnvel þéttingarnar eru sýruþolnar. Flugprófanir hafa sýnt að efni og smíði loftbelgsins ættu einnig að virka á Venus. Efnin sem notuð eru til að lifa af Venus eru krefjandi í framleiðslu og traustleiki meðhöndlunar sem við sýndum fram á í geimskoti okkar og björgun frá Nevada gefur okkur traust á áreiðanleika loftbelgjanna okkar á Venus.

Í áratugi hafa sumir vísindamenn og verkfræðingar lagt til að loftbelgir geti kannað Venus. Þetta gæti brátt orðið að veruleika. Mynd frá NASA.

Vísindi í lofthjúpi Venusar

Vísindamenn útbúa loftbelgi fyrir ýmsar vísindalegar rannsóknir. Þar á meðal er að leita að hljóðbylgjum í andrúmsloftinu sem myndast af jarðskjálftum á Venus. Einhver spennandi greining verður á samsetningu andrúmsloftsins sjálfs.Koltvísýringurmyndar meginhluta lofthjúps Venusar og kyndir undir gróðurhúsaáhrifum sem hafa gert Venus að svo miklu helvíti á yfirborðinu. Nýja greiningin gæti gefið mikilvægar vísbendingar um hvernig þetta gerðist nákvæmlega. Reyndar segja vísindamenn að á fyrstu dögum hafi Venus verið líkari jörðinni. Hvað gerðist þá?

Að sjálfsögðu, síðan vísindamenn greindu frá uppgötvun fosfíns í lofthjúpi Venusar árið 2020, hefur spurningin um mögulegt líf í skýjum Venusar vakið áhuga á ný. Uppruni fosfíns er óljós og sumar rannsóknir draga enn í efa tilvist þess. En loftbelgsferðir eins og þessi væru tilvaldar til ítarlegrar greiningar á skýjum og jafnvel til að bera kennsl á örverur beint. Loftbelgsferðir eins og þessi gætu hjálpað til við að afhjúpa sum af þeim ruglingslegustu og krefjandi leyndarmálum.