目标漫游金星天空,NASA机器热气球原型机试飞

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目标漫游金星天空,NASA机器热气球原型机试飞

金星地表高压、高温、充满腐蚀性气体,坚固的飞行器在几个小时就将内失去功能。然而在金星十几公里高空,浓厚的大气层更适合机器人探索。

本次计划的概念是结合气球和金星轨道飞行器,两者搭配探索金星:轨道飞行器会远离大气层,进行科学测量并兼任通讯的中继站,而直径12米的机器气球则在金星大气层中工作。

为了测试这构想的可行性,NASA的喷射推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)与合作公司的工程师团队,以1/3大小的机器气球原型机,在美国内华达州成功地完成了两次试飞。

在美国内华达州的黑岩沙漠,进行了两次机器气球的高度控制技术试飞。

在内华达州的黑岩沙漠中,闪闪发亮的银色汽球冉冉上升到1公里的高空,该处与金星55公里高的大气温度及密度环境类似。

这个技术的里程碑,证明了气球任务可以替补轨道飞行器无法胜任的地方,在金星大气层中运行数周,甚至数月。

本计划首席研究员的机器人技术专家Jacob Izraelevitz说

我们非常高兴原型机在高空试飞成功。我们也记录了这些飞行的数据,在探索金星之前,用这些数据改进模拟飞行的模型。

目前对金星大气的探索,仅一次在1985年的苏联织女星1号和2号的任务。充以氦气的直径3.6米的气球,在金星大气层运作约46个小时至电量耗尽,虽工作时间十分短暂,但也证明气球可以在大气层进行长时间的探索。

漫游金星的天空

本计划的终极目标是,让机器气球乘着金星的风,由东向西绕着金星至少100天, 监测大气中来自金星地震的声波,和分析云层的化学物质组成,透视金星全球的环境,然后借助金星轨道飞行器将数据传回地球。

就像火星车可以接收指令,开往有趣的地点一样,本次所开发的新技术:气球中的气球(内建气囊以调整浮力),让机器气球也能透过指令,抵达指定高度:金星大气层52和62公里的高空。

小尺寸的原型飞行器成功进行了测试,让团队对更大飞行器可以在进行上空运行充满信心。

虽然金星大气层的环境相较地表稍显不那么恶劣,但依旧有硫酸和其他腐蚀性的化学物质,让长时间的气球飞行依旧不轻松。

为了抵挡酸蚀,新开发了多种涂层:抗酸涂层、抗热金属涂层,以保护气球内的科学仪器。并且还用于气球接缝处,能抗酸蚀并长期密封,减少气球内氦气的泄漏。

由于金星环境的严峻,在开发新材料技术,充满了挑战。而本次的试验,让研究人员对机器气球届时在金星探索充满信心。

  • 来源:
    • https://www.tam.gov.taipei/News_Content.aspx?n=EF86D8AF23B9A85B&sms=F32C4FF0AC5C2801&s=E40E7628D95B2477
    • https://www.jpl.nasa.gov/news/jpls-venus-aerial-robotic-balloon-prototype-aces-test-flights