اختبر العلماء والمهندسون نموذجًا أوليًا لمنطاد فينوس في صحراء بلاك روك بولاية نيفادا في يوليو 2022. أكملت السيارة المصغرة بنجاح رحلتين تجريبيتين أوليتين

نظرًا للحرارة الشديدة والضغط الساحق ، فإن سطح كوكب الزهرة عدائي ولا يرحم.في الواقع ، لم تدم المسابير التي هبطت هناك حتى الآن سوى بضع ساعات على الأكثر.ولكن قد تكون هناك طريقة أخرى لاستكشاف هذا العالم الخطير والرائع خارج المدارات ، حيث يدور حول الشمس على مرمى حجر من الأرض.هذا هو البالون.أفاد مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا (JPL) في باسادينا ، كاليفورنيا ، في 10 أكتوبر 2022 أن منطادًا آليًا جويًا ، أحد مفاهيمه الروبوتية الجوية ، أكمل بنجاح رحلتين اختباريتين فوق نيفادا.

استخدم الباحثون نموذجًا أوليًا تجريبيًا ، وهو نسخة مصغرة من بالون يمكن أن ينجرف يومًا ما عبر السحب الكثيفة لكوكب الزهرة.

أول رحلة تجريبية لنموذج منطاد فينوس

يبلغ قطر مركبة Venus Aerobot المخطط لها 40 قدمًا (12 مترًا) ، أي حوالي ثلثي حجم النموذج الأولي.

أجرى فريق من العلماء والمهندسين من JPL و Near Space Corporation في تيلاموك بولاية أوريغون الرحلة التجريبية.يشير نجاحهم إلى أن بالونات الزهرة يجب أن تكون قادرة على البقاء في الجو الكثيف لهذا العالم المجاور.على كوكب الزهرة ، سيطير المنطاد على ارتفاع 55 كيلومترًا فوق السطح.لمطابقة درجة حرارة وكثافة الغلاف الجوي لكوكب الزهرة في الاختبار ، رفع الفريق بالون الاختبار إلى ارتفاع كيلومتر واحد.

في كل الأحوال ، يتصرف البالون كما تم تصميمه.قال جاكوب إيزرايليفيتز ، الباحث الرئيسي في اختبار الطيران في مختبر الدفع النفاث ، أخصائي الروبوتات: “نحن سعداء جدًا بأداء النموذج الأولي.أطلقت ، وأظهرت مناورة ارتفاع محكومة ، وأعدناها إلى حالة جيدة بعد كلتا الرحلتين.لقد سجلنا بيانات مكثفة من هذه الرحلات الجوية ونتطلع إلى استخدامها لتحسين نماذج المحاكاة لدينا قبل استكشاف كوكبنا الشقيق.

وأضاف بول بيرن من جامعة واشنطن في سانت لويس ومتعاون في علوم الروبوتات الفضائية: "إن نجاح هذه الرحلات التجريبية يعني الكثير بالنسبة لنا: لقد أثبتنا بنجاح التكنولوجيا اللازمة لاستكشاف سحابة كوكب الزهرة.تضع هذه الاختبارات الأساس لكيفية تمكين الاستكشاف الآلي طويل المدى على سطح كوكب الزهرة الجهنمي.

السفر في رياح الزهرة

فلماذا البالونات؟تريد ناسا دراسة منطقة من الغلاف الجوي لكوكب الزهرة منخفضة جدًا بحيث يتعذر على المركبة المدارية تحليلها.على عكس مركبات الهبوط ، التي تنفجر في غضون ساعات ، يمكن أن تطفو المناطيد في مهب الريح لأسابيع أو حتى أشهر ، وتنجرف من الشرق إلى الغرب.يمكن للبالون أيضًا تغيير ارتفاعه بين 171000 و 203000 قدم (52 إلى 62 كيلومترًا) فوق السطح.

ومع ذلك ، فإن الروبوتات الطائرة ليست وحدها.إنه يعمل مع مركبة مدارية فوق الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.بالإضافة إلى إجراء التجارب العلمية ، يعمل البالون أيضًا كمرحلة اتصال مع المسبار.

بالونات في بالونات

قال الباحثون إن النموذج الأولي هو في الأساس "بالون داخل منطاد".مضغوطالهيليوميملأ الخزان الداخلي الصلب.وفي الوقت نفسه ، يمكن أن يتوسع بالون الهليوم الخارجي المرن ويتقلص.يمكن أن ترتفع البالونات أيضًا لأعلى أو تنخفض.يفعل هذا بمساعدةالهيليومفتحات.إذا أراد فريق المهمة رفع البالون ، فسيتم تنفيس الهيليوم من الخزان الداخلي إلى البالون الخارجي.لإعادة البالون إلى مكانه ، يجب أن يكونالهيليومتنفث مرة أخرى في الخزان.هذا يتسبب في تقلص البالون الخارجي وفقدان بعض الطفو.

بيئة أكالة

عند الارتفاع المخطط له وهو 55 كيلومترًا فوق سطح كوكب الزهرة ، فإن درجة الحرارة ليست رهيبة كما أن الضغط الجوي ليس بنفس القوة.لكن هذا الجزء من الغلاف الجوي لكوكب الزهرة لا يزال قاسيًا جدًا ، لأن السحب مليئة بقطرات حمض الكبريتيك.للمساعدة في تحمل هذه البيئة المسببة للتآكل ، قام المهندسون ببناء البالون من طبقات متعددة من المواد.تتميز المادة بطلاء مقاوم للأحماض ، ومعدن لتقليل التسخين الشمسي ، وطبقة داخلية تظل قوية بما يكفي لحمل الأدوات العلمية.حتى الأختام مقاومة للأحماض.أظهرت اختبارات الطيران أن المواد وبناء البالون يجب أن تعمل أيضًا على كوكب الزهرة.تعتبر المواد المستخدمة لبقاء كوكب الزهرة تحديًا في التصنيع ، كما أن قوة المناولة التي أظهرناها في إطلاق نيفادا واستعادتها تمنحنا الثقة في موثوقية بالوناتنا على كوكب الزهرة.

لعقود من الزمان ، اقترح بعض العلماء والمهندسين المناطيد كوسيلة لاستكشاف كوكب الزهرة.قد يصبح هذا حقيقة واقعة قريبًا.الصورة عبر وكالة ناسا.

العلم في جو كوكب الزهرة

يقوم العلماء بتجهيز البالونات لإجراء تحقيقات علمية مختلفة.يتضمن ذلك البحث عن الموجات الصوتية في الغلاف الجوي التي تنتجها الزلازل على كوكب الزهرة.سيكون تكوين الغلاف الجوي نفسه من أكثر التحليلات إثارة.ثاني أكسيد الكربونيشكل معظم الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ، مما يغذي تأثير الاحتباس الحراري الجامح الذي جعل كوكب الزهرة مثل هذا الجحيم على السطح.يمكن أن يوفر التحليل الجديد أدلة مهمة حول كيفية حدوث ذلك بالضبط.في الواقع ، يقول العلماء أنه في الأيام الأولى ، كان كوكب الزهرة يشبه الأرض.اذا ماذا حصل؟

بالطبع ، منذ أن أبلغ العلماء عن اكتشاف الفوسفين في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة في عام 2020 ، فإن مسألة الحياة المحتملة في غيوم كوكب الزهرة قد أحيت الاهتمام.أصول الفوسفين غير حاسمة ، ولا تزال بعض الدراسات تشكك في وجوده.لكن مهمات البالون مثل هذه ستكون مثالية للتحليل العميق للسحب وربما حتى تحديد أي ميكروبات مباشرة.يمكن أن تساعد مهمات البالون مثل هذه في كشف بعض الأسرار الأكثر إرباكًا وتحديًا.