Nel luglio 2022, scienziati e ingegneri hanno testato un prototipo di pallone aerostatico per l'esplorazione di Venere nel deserto di Black Rock, in Nevada. Il veicolo in scala ridotta ha completato con successo i due voli di prova iniziali.

Con il suo calore torrido 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 che orbitano attorno al Sole a pochi passi dalla Terra: il pallone aerostatico. Il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA a Pasadena, in California, ha annunciato il 10 ottobre 2022 che un pallone aerostatico robotico, uno dei suoi prototipi di palloni aerostatici, ha completato con successo due voli di prova sopra il Nevada.

I ricercatori hanno utilizzato un prototipo di prova, una versione in scala ridotta di un pallone aerostatico che un giorno potrebbe effettivamente fluttuare attraverso le dense nubi di Venere.

Primo volo di prova del prototipo del pallone aerostatico Venus

Il progetto del Venus Aerobot prevede 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, in Oregon, ha condotto il volo di prova. Il loro successo suggerisce che i palloni aerostatici 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 dalla superficie. Per riprodurre la temperatura e la densità dell'atmosfera venusiana durante il test, il team ha sollevato il pallone a un'altitudine di 1 km.

In ogni aspetto, il pallone si comporta come previsto. Jacob Izraelevitz, responsabile del progetto di test di volo del JPL e specialista in robotica, ha dichiarato: "Siamo molto soddisfatti delle prestazioni del prototipo. È decollato, ha dimostrato di essere in grado di effettuare manovre di controllo dell'altitudine e lo abbiamo recuperato in perfette condizioni dopo entrambi i voli. Abbiamo raccolto una grande quantità di 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, 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 come potremmo rendere possibile l'esplorazione robotica a lungo termine sulla superficie infernale di Venere."

Viaggiare tra i venti di Venere

Perché dunque 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 possono fluttuare nel vento per settimane o addirittura mesi, spostandosi da est a ovest. Il pallone può anche variare la sua altitudine tra i 52 e i 62 chilometri (171.000 e 203.000 piedi) dalla superficie.

Tuttavia, i robot volanti non sono completamente soli. Uno di essi opera in collaborazione 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 a elio può espandersi e contrarsi. I palloncini possono anche salire più in alto o scendere più in basso. Fa questo con l'aiuto dieliosfiati. Se il team della missione avesse voluto sollevare il pallone, avrebbe sfiatato l'elio dal serbatoio interno al pallone esterno. Per rimettere il pallone in posizione, ilelioL'aria viene scaricata nuovamente nel serbatoio. Ciò provoca la contrazione del palloncino esterno e la conseguente perdita di galleggiabilità.

Ambiente corrosivo

All'altitudine prevista di 55 chilometri sopra la superficie di Venere, la temperatura non è così rigida e la pressione atmosferica non è così forte. Tuttavia, questa parte dell'atmosfera venusiana rimane piuttosto ostile, poiché le nubi sono ricche di goccioline di acido solforico. Per resistere a questo ambiente corrosivo, gli ingegneri hanno costruito il pallone con diversi strati di materiale. Il materiale presenta un rivestimento resistente agli acidi, una metallizzazione per ridurre il riscaldamento solare e uno strato interno sufficientemente robusto da trasportare 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 garantire 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'utilizzo di palloni aerostatici come metodo per esplorare Venere. Presto questa idea potrebbe diventare realtà. Immagine via 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 interessanti riguarderanno la composizione stessa dell'atmosfera.anidride carbonicaCostituisce la maggior parte dell'atmosfera di Venere, alimentando l'effetto serra incontrollato che ha reso Venere un inferno in superficie. La nuova analisi potrebbe fornire indizi importanti su come ciò sia accaduto. Gli scienziati affermano infatti che, in origine, Venere era più simile alla Terra. Cosa è successo, quindi?

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