Scienziati e ingegneri hanno testato un prototipo di pallone Venus nel deserto Black Rock del 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 travolgente, la superficie di Venere è ostile e spietata. In effetti, le sonde che sono atterrate finora sono durate solo poche ore al massimo. Ma potrebbe esserci un altro modo per esplorare questo mondo pericoloso e affascinante oltre gli orbitanti, orbitando attorno al sole a un tiro di schioppo dalla Terra. Quello è il palloncino. Il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA a Pasadena, in California, ha riferito il 10 ottobre 2022 che un pallone robotico aereo, 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 andare alla deriva attraverso 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 palloncini venusiani dovrebbero essere in grado di sopravvivere nella densa atmosfera di questo mondo vicino. Su Venere il pallone volerà ad un'altitudine di 55 chilometri sopra la superficie. Per abbinare la temperatura e la densità dell'atmosfera di Venere nel test, il team ha sollevato il pallone di prova ad un'altitudine di 1 km.

In ogni caso, il pallone si comporta come è stato progettato. Jacob Izraelevitz, ricercatore principale del JPL Flight Test, specialista in robotica, ha dichiarato: “Siamo molto soddisfatti delle prestazioni del prototipo. È stato lanciato, ha dimostrato una manovra di altitudine controllata e l'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 un collaboratore scientifico della robotica aerospaziale hanno 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 come potremmo consentire l’esplorazione robotica a lungo termine sulla superficie infernale di Venere.

Viaggio nei venti di Venere

Allora perché i palloncini? La NASA vuole studiare una regione dell'atmosfera di Venere che è troppo bassa per essere analizzata dall'orbiter. A differenza dei lander, che esplodono in poche ore, i palloni possono fluttuare nel vento per settimane o addirittura mesi, andando alla deriva da est a ovest. Il pallone può anche cambiare la sua altitudine tra 171.000 e 203.000 piedi (da 52 a 62 chilometri) sopra la superficie.

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

Palloncini in palloncini

Il prototipo è fondamentalmente un “palloncino nel pallone”, hanno detto i ricercatori. Pressurizzatoelioriempie il serbatoio interno rigido. Nel frattempo, il palloncino di elio esterno flessibile può espandersi e contrarsi. I palloncini possono anche salire più in alto o cadere più in basso. Lo fa con l'aiuto dielioprese d'aria. Se la squadra di missione avesse voluto sollevare il pallone, avrebbe fatto scaricare l'elio dal serbatoio interno al pallone esterno. Per rimettere a posto il palloncino, ilelioviene scaricato nuovamente nel serbatoio. Ciò fa sì che il palloncino esterno si contragga e perda parte della galleggiabilità.

Ambiente corrosivo

All'altitudine prevista di 55 chilometri sopra la superficie di Venere, la temperatura non è così terribile e la pressione atmosferica non è così forte. Ma questa parte dell'atmosfera di Venere è ancora piuttosto dura, 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 robusto da sostenere strumenti scientifici. Anche le guarnizioni sono resistenti agli acidi. I test di volo hanno dimostrato che i materiali e la costruzione del pallone dovrebbero funzionare anche su Venere. I materiali utilizzati per la sopravvivenza di Venere sono difficili da produrre e la robustezza della manovrabilità che abbiamo dimostrato nel lancio e nel recupero del Nevada ci dà fiducia nell’affidabilità dei nostri palloni su Venere.

Per decenni, alcuni scienziati e ingegneri hanno proposto i palloni aerostatici come un modo per esplorare Venere. Questo potrebbe presto diventare realtà. Immagine tramite la NASA.

La scienza nell'atmosfera di Venere

Gli scienziati equipaggiano i palloncini per varie indagini scientifiche. Questi includono la ricerca delle onde sonore nell'atmosfera prodotte dai terremoti venusiani. Alcune delle analisi più interessanti riguarderanno la composizione dell’atmosfera stessa.Anidride carbonicacostituisce la maggior parte dell'atmosfera di Venere, alimentando l'effetto serra incontrollato che ha reso Venere un tale inferno in superficie. La nuova analisi potrebbe fornire indizi importanti su come esattamente ciò sia accaduto. In effetti, gli scienziati affermano che nei primi tempi Venere era più simile alla Terra. Allora 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 ravvivato l’interesse. Le origini della fosfina non sono conclusive e alcuni studi ne mettono ancora in dubbio l'esistenza. Ma missioni in mongolfiera come questa sarebbero l’ideale per un’analisi approfondita delle nuvole e forse anche per identificare direttamente eventuali microbi. Missioni in mongolfiera come questa potrebbero aiutare a svelare alcuni dei segreti più confusi e stimolanti.