科学者とエンジニアは、2022 年 7 月にネバダ州のブラック ロック砂漠でビーナス気球のプロトタイプをテストしました。縮小されたビークルは 2 回の初期テスト飛行を無事に完了しました。

焼けつくような熱と圧倒的な圧力により、金星の表面は敵対的で容赦がありません。実際、これまでに着陸した探査機は長くても数時間しか滞在できなかった。しかし、地球から目と鼻の先にある太陽の周りを周回するオービターを超えて、この危険で魅力的な世界を探索する別の方法があるかもしれません。それが風船です。カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所（JPL）は2022年10月10日、航空ロボットコンセプトの1つである気球がネバダ上空で2回の試験飛行に成功したと報告した。

研究者らは、いつか実際に金星の濃い雲の中を漂流できる気球の縮小バージョンであるテストプロトタイプを使用した。

初の金星気球プロトタイプ試験飛行

計画されているヴィーナス エアロボットは直径 40 フィート (12 メートル) で、プロトタイプの約 2/3 の大きさです。

JPLとオレゴン州ティラムックのNear Space Corporationの科学者とエンジニアのチームが試験飛行を実施した。彼らの成功は、金星の気球がこの隣り合う世界の濃密な大気の中でも生存できるはずであることを示唆しています。金星では、気球は地表から55キロメートルの高度を飛行します。テストで金星の大気の温度と密度を一致させるために、チームはテスト気球を高度 1 km まで持ち上げました。

あらゆる点で、気球は設計どおりに動作します。JPL飛行試験の主任研究員でロボット工学スペシャリストのジェイコブ・イズラエレヴィッツ氏は次のように述べています。打ち上げられ、高度制御された操縦が実証され、両方の飛行後に良好な状態に戻りました。私たちはこれらの飛行からの広範なデータを記録しており、姉妹惑星を探索する前にそれを使用してシミュレーション モデルを改善することを楽しみにしています。

セントルイスのワシントン大学のポール・バーン氏と航空宇宙ロボット科学の共同研究者は、次のように付け加えた。これらのテストは、金星の地獄のような表面での長期的なロボット探査をどのように可能にするかの基礎を築きます。

金星の風に乗って旅をする

では、なぜ風船なのでしょうか？NASA は、探査機が分析するには低すぎる金星の大気の領域を研究したいと考えています。数時間以内に爆発する着陸船とは異なり、気球は風に乗って数週間、場合によっては数か月も漂い、東から西へ漂います。気球は、地表から 171,000 ～ 203,000 フィート (52 ～ 62 キロメートル) の間で高度を変更することもできます。

ただし、飛行ロボットは完全に単独ではありません。それは金星の大気の上にある周回衛星で動作します。この気球は科学実験を行うだけでなく、周回船との通信中継器としても機能します。

風船の中の風船

研究者らによると、このプロトタイプは基本的には「気球の中の気球」だという。加圧ヘリウム硬い内部リザーバーを満たします。一方、外側のヘリウムバルーンは柔軟で、拡張したり収縮したりできます。風船は高く上昇したり低くなったりすることもあります。これは次の助けを借りて行われますヘリウム通気口。ミッションチームが気球を持ち上げたい場合は、内側のリザーバーから外側の気球にヘリウムを排出します。バルーンを元の位置に戻すには、ヘリウムベントされてリザーバーに戻されます。これにより、外側のバルーンが収縮し、浮力がいくらか失われます。

腐食環境

予定されている高度は金星の表面から55キロメートル上で、気温も気圧もそれほど厳しくない。しかし、金星の大気のこの部分は、雲が硫酸の液滴で満たされているため、依然としてかなり厳しい状態です。この腐食環境に耐えるために、エンジニアは複数の材料層からバルーンを作りました。この素材には、耐酸性のコーティング、太陽熱を軽減するメタライゼーション、および科学機器を運ぶのに十分な強度を保つ内層が特徴です。シールも耐酸性があります。飛行試験の結果、気球の材質と構造は金星でも機能することがわかった。金星の生存に使用される材料は製造が困難ですが、ネバダでの打ち上げと回収で実証した堅牢な取り扱いにより、金星での気球の信頼性に対する自信が得られます。

何十年もの間、一部の科学者や技術者は金星を探索する方法として気球を提案してきました。これは近いうちに現実になるかもしれません。NASA経由の画像。

金星の大気の科学

科学者はさまざまな科学的調査のために気球を装備します。これらには、金星の地震によって発生した大気中の音波を探すことが含まれます。最も興味深い分析のいくつかは、大気自体の組成です。二酸化炭素金星の大気の大部分を占めており、温室効果の暴走を促進し、金星の地表を地獄のような状態にしています。新しい分析は、これが正確にどのように起こったかについての重要な手がかりを提供する可能性があります。実際、科学者たちは、初期の頃、金星は地球にもっと似ていたと述べています。どうしたの？

もちろん、2020年に科学者らが金星の大気中のホスフィンの発見を報告して以来、金星の雲に生命が存在する可能性の問題への関心が再び高まっている。ホスフィンの起源は決定的なものではなく、一部の研究では依然としてその存在に疑問を抱いています。しかし、このような気球ミッションは、雲を深く分析したり、おそらく微生物を直接特定したりするのに理想的です。このような気球ミッションは、最も複雑で困難な秘密の一部を解明するのに役立つ可能性があります。