JPL机器气球原型机试飞,有朝一日将漫游金星天空

金星地表环境高压、高温和腐蚀性气体,足以让坚固飞行器几小时内就失能,但高空十几公里处,浓厚大气层更适合机器人探索。这回计划概念结合气球和金星轨道飞行器,搭配探索金星:轨道飞行器远离大气层,执行科学测量并兼任通信中继站,12米直径机器气球则在大气层工作。

为了测试可行性,NASA喷射推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)与合作公司的工程师团队,以三分之二大小的机器气球原型机,在内华达州成功试飞两次。

于黑岩沙漠试飞两次机器气球高度控制技术。

内华达州的黑岩沙漠,闪闪发亮的银色气球冉冉上升到1公里高度,与金星55公里高大气温度及密度环境类似。此技术的里程碑,证明气球任务可替补轨道飞行器无法胜任处,在金星大气层运行数周甚至数月。首席研究员机器人技术专家Jacob Izraelevitz说:“我们非常高兴原型机试飞成功,飞行数据可在探索金星前改善模拟飞行模型。”

目前金星大气探索仅1985年苏联织女星1号和2号任务。充满氦气3.6米的气球,在金星大气层运行约46小时至电量耗尽,虽工作时间十分短暂,但也代表可用气球在大气层长时间探索。

漫游金星天空

计划终极目标是机器气球乘着金星风,由东向西绕金星至少100天,监测大气来自金星地震的音波,和分析云层化学物质,透视金星全球环境,再借金星轨道飞行器将数据传回地球。就像火星漫游车接收指令开往有趣的地点,这回新技术:气球中的气球(内置气囊调整浮力),让机器气球也能通过指令抵达指定高度:金星大气层52和62公里高空。

虽然金星大气层环境较地表稍微宜人,但依旧有硫酸和其他腐蚀性化学物质,长时间气球飞行依旧不轻松。为了抵挡酸蚀,新开发多种涂层: 抗酸涂层、抗热金属涂层,以保护气球内科学仪器。还有气球接缝处能抗酸蚀并长期密封,减少气球氦气外泄。

由于金星环境严峻,开发新材料技术充满挑战性。这回实验让研究人员对机器气球探索金星充满信心。新气球控制技术也能运用在需要借气球调查高空环境的科学研究。

(图片来源:NASA)