Scienziati e ingegneri hanno testato un prototipo di pallone Venus nel deserto di Black Rock, in Nevada, nel luglio 2022. Il veicolo in scala ridotta ha completato con successo 2 voli di prova iniziali.

Con il suo calore bruciante e la pressione schiacciante, la superficie di Venere è ostile e spietata. Infatti, le sonde che vi sono atterrate finora sono durate al massimo poche ore. Ma potrebbe esserci un altro modo per esplorare questo mondo pericoloso e affascinante oltre alle sonde orbitanti, in orbita attorno al Sole a due passi dalla Terra. È il pallone aerostatico. Il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA a Pasadena, in California, ha riferito il 10 ottobre 2022 che un pallone aerostatico robotico, uno dei suoi concetti di robotica aerea, ha completato con successo due voli di prova sul Nevada.

I ricercatori hanno utilizzato un prototipo di prova, una versione rimpicciolita di un pallone che un giorno potrebbe effettivamente attraversare le dense nubi di Venere.

Primo volo di prova del prototipo del pallone Venus

Il Venus Aerobot progettato ha un diametro di 40 piedi (12 metri), circa 2/3 delle dimensioni del prototipo.

Un team di scienziati e ingegneri del JPL e della Near Space Corporation di Tillamook, Oregon, ha condotto il volo di prova. Il loro successo suggerisce che i palloni venusiani dovrebbero essere in grado di sopravvivere nella densa atmosfera di questo pianeta vicino. Su Venere, il pallone volerà a un'altitudine di 55 chilometri sopra la superficie. Per adattare la temperatura e la densità dell'atmosfera di Venere durante il test, il team ha sollevato il pallone di prova a un'altitudine di 1 km.

Sotto ogni aspetto, il pallone si comporta come progettato. Jacob Izraelevitz, Principal Investigator del JPL Flight Test, specialista in robotica, ha dichiarato: "Siamo molto soddisfatti delle prestazioni del prototipo. È decollato, ha dimostrato una manovra di altitudine controllata e lo abbiamo rimesso in buone condizioni dopo entrambi i voli. Abbiamo registrato numerosi dati da questi voli e non vediamo l'ora di utilizzarli per migliorare i nostri modelli di simulazione prima di esplorare il nostro pianeta gemello.

Paul Byrne della Washington University di St. Louis e collaboratore scientifico nel campo della robotica aerospaziale ha aggiunto: "Il successo di questi voli di prova significa molto per noi: abbiamo dimostrato con successo la tecnologia necessaria per studiare la nube di Venere. Questi test gettano le basi per un'esplorazione robotica a lungo termine sulla superficie infernale di Venere.

Viaggiare nei venti di Venere

Allora perché i palloni aerostatici? La NASA vuole studiare una regione dell'atmosfera di Venere troppo bassa per essere analizzata dall'orbiter. A differenza dei lander, che esplodono nel giro di poche ore, i palloni aerostatici possono fluttuare nel vento per settimane o addirittura mesi, spostandosi da est a ovest. Il pallone può anche variare la sua altitudine tra 52 e 62 chilometri sopra la superficie.

Tuttavia, i robot volanti non sono del tutto isolati. Funzionano con un orbiter sopra l'atmosfera di Venere. Oltre a condurre esperimenti scientifici, il pallone funge anche da ripetitore di comunicazione con l'orbiter.

Palloncini nei palloncini

Il prototipo è fondamentalmente un "palloncino dentro un palloncino", hanno detto i ricercatori. Pressurizzatoelioriempie il serbatoio interno rigido. Nel frattempo, il palloncino esterno flessibile di elio può espandersi e contrarsi. I palloncini possono anche salire più in alto o scendere più in basso. Lo fa con l'aiuto dielioprese d'aria. Se il team della missione volesse sollevare il pallone, dovrebbe scaricare l'elio dal serbatoio interno al pallone esterno. Per rimettere il pallone in posizione, ilelioviene reimmessa nel serbatoio. Questo fa sì che il pallone esterno si contragga e perda un po' di galleggiabilità.

Ambiente corrosivo

All'altitudine prevista di 55 chilometri sopra la superficie di Venere, la temperatura non è così elevata e la pressione atmosferica non è così elevata. Tuttavia, questa parte dell'atmosfera di Venere è comunque piuttosto ostile, perché le nuvole sono piene di goccioline di acido solforico. Per resistere a questo ambiente corrosivo, gli ingegneri hanno costruito il pallone con più strati di materiale. Il materiale presenta un rivestimento resistente agli acidi, una metallizzazione per ridurre il riscaldamento solare e uno strato interno che rimane sufficientemente resistente da trasportare strumenti scientifici. Persino le guarnizioni sono resistenti agli acidi. I test di volo hanno dimostrato che i materiali e la struttura del pallone dovrebbero funzionare anche su Venere. I materiali utilizzati per la sopravvivenza su Venere sono difficili da produrre e la robustezza dimostrata durante il lancio e il recupero in Nevada ci dà fiducia nell'affidabilità dei nostri palloni su Venere.

Per decenni, alcuni scienziati e ingegneri hanno proposto l'uso di palloni aerostatici per esplorare Venere. Questa ipotesi potrebbe presto diventare realtà. Immagine tramite NASA.

La scienza nell'atmosfera di Venere

Gli scienziati equipaggiano i palloni aerostatici per varie indagini scientifiche. Tra queste, la ricerca di onde sonore nell'atmosfera prodotte dai terremoti venusiani. Alcune delle analisi più entusiasmanti riguarderanno la composizione dell'atmosfera stessa.anidride carbonicacostituisce la maggior parte dell'atmosfera di Venere, alimentando l'effetto serra incontrollabile che ha reso Venere un vero inferno in superficie. La nuova analisi potrebbe fornire indizi importanti su come ciò sia accaduto esattamente. Infatti, gli scienziati affermano che in origine Venere era più simile alla Terra. Quindi cosa è successo?

Naturalmente, da quando gli scienziati hanno segnalato la scoperta di fosfina nell'atmosfera di Venere nel 2020, la questione della possibile vita nelle nubi di Venere ha riacceso l'interesse. Le origini della fosfina sono inconcludenti e alcuni studi ne mettono ancora in dubbio l'esistenza. Ma missioni con palloni come questa sarebbero ideali per un'analisi approfondita delle nubi e forse anche per identificare direttamente eventuali microbi. Missioni con palloni come questa potrebbero aiutare a svelare alcuni dei segreti più confusi e difficili.