JPL 機器氣球原型機試飛,有朝一日將漫遊金星天空

作者 | 發布日期 2022 年 10 月 22 日 0:00 | 分類 天文 , 航太科技 line share follow us in feedly line share
JPL 機器氣球原型機試飛,有朝一日將漫遊金星天空


金星地表環境高壓、高溫和腐蝕性氣體,足以讓堅固飛行器幾小時內就失能,但高空十幾公里處,濃厚大氣層更適合機器人探索。這回計畫概念結合氣球和金星軌道飛行器,搭配探索金星:軌道飛行器遠離大氣層,執行科學測量並兼任通訊中繼站,12 公尺直徑機器氣球則在大氣層工作。

為了測試可行性,NASA噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)與合作公司的工程師團隊,以三分之二大小的機器氣球原型機,在內華達州成功試飛兩次。

▲ 於黑岩沙漠試飛兩次機器氣球高度控制技術。

內華達州的黑岩沙漠,閃閃發亮的銀色汽球冉冉上升到1公里高度,與金星55公里高大氣溫度及密度環境類似。此技術的里程碑,證明氣球任務可替補軌道飛行器無法勝任處,在金星大氣層運行數週甚至數月。首席研究員機器人技術專家Jacob Izraelevitz說:「我們非常高興原型機試飛成功,飛行數據可在探索金星前改善模擬飛行模型。」

目前金星大氣探索僅1985年蘇聯織女星1號和2號任務。充滿氦氣3.6公尺的氣球,在金星大氣層運作約46小時至電量耗盡,雖工作時間十分短暫,但也代表可用氣球在大氣層長時間探索。

漫遊金星天空

計畫終極目標是機器氣球乘著金星風,由東向西繞金星至少100天,監測大氣來自金星地震的音波,和分析雲層化學物質,透視金星全球環境,再藉金星軌道飛行器將數據傳回地球。就像火星漫遊車接收指令開往有趣的地點,這回新技術:氣球中的氣球(內建氣囊調整浮力),讓機器氣球也能透過指令抵達指定高度:金星大氣層52和62公里高空。

雖然金星大氣層環境較地表稍微宜人,但依舊有硫酸和其他腐蝕性化學物質,長時間氣球飛行依舊不輕鬆。為了抵擋酸蝕,新開發多種塗層: 抗酸塗層、抗熱金屬塗層,以保護氣球內科學儀器。還有氣球接縫處能抗酸蝕並長期密封,減少氣球氦氣外洩。

由於金星環境嚴峻,開發新材料技術充滿挑戰性。這回實驗讓研究人員對機器氣球探索金星充滿信心。新氣球控制技術也能運用在需要藉氣球調查高空環境的科學研究。

(本文由 台北天文館 授權轉載;圖片來源:NASA