과학자와 엔지니어들은 2022년 7월 네바다주 블랙록 사막에서 금성 풍선 프로토타입을 테스트했습니다. 축소된 차량은 2회의 초기 테스트 비행을 성공적으로 완료했습니다.

타는 듯한 열기와 압도적인 압력으로 인해 금성의 표면은 적대적이고 가혹합니다. 사실, 지금까지 그곳에 착륙한 탐사선은 기껏해야 몇 시간밖에 지속되지 않았습니다. 그러나 지구에서 아주 가까운 거리에서 태양 주위를 공전하는 궤도선 너머의 이 위험하고 매혹적인 세계를 탐험하는 또 다른 방법이 있을 수 있습니다. 바로 그 풍선입니다. 캘리포니아주 패서디나에 있는 NASA 제트추진연구소(JPL)는 공중 로봇 개념 중 하나인 공중 로봇 풍선이 네바다주 상공에서 두 차례의 시험 비행을 성공적으로 완료했다고 2022년 10월 10일 보고했습니다.

연구자들은 금성의 빽빽한 구름 사이를 실제로 어느 날 표류할 수 있는 축소된 버전의 풍선인 테스트 프로토타입을 사용했습니다.

첫 번째 금성 풍선 프로토타입 시험 비행

계획된 비너스 에어로봇은 직경이 12미터(40피트)로 프로토타입 크기의 약 2/3입니다.

오리건주 틸라무크에 있는 JPL과 Near Space Corporation의 과학자 및 엔지니어 팀이 시험 비행을 수행했습니다. 그들의 성공은 금성의 풍선이 이웃 세계의 밀도 높은 대기에서도 살아남을 수 있음을 시사합니다. 금성에서는 풍선이 표면 위 55km 상공으로 날아갑니다. 테스트에서 금성 대기의 온도와 밀도를 맞추기 위해 팀은 테스트 풍선을 고도 1km까지 들어 올렸습니다.

모든 면에서 풍선은 설계된 대로 작동합니다. JPL 비행 테스트의 수석 조사관이자 로봇 공학 전문가인 Jacob Izraelevitz는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 프로토타입의 성능에 매우 만족합니다. 그것은 발사되고 고도 제어 기동을 시연했으며 두 번의 비행 후에 좋은 상태로 돌아왔습니다. 우리는 이 비행에서 광범위한 데이터를 기록했으며 이를 사용하여 자매 행성을 탐험하기 전에 시뮬레이션 모델을 개선할 수 있기를 기대합니다.

세인트루이스에 있는 워싱턴 대학의 Paul Byrne과 항공우주 로봇 과학 공동 연구자는 다음과 같이 덧붙였습니다. “이번 시험 비행의 성공은 우리에게 큰 의미가 있습니다. 우리는 금성 구름을 조사하는 데 필요한 기술을 성공적으로 시연했습니다. 이 테스트는 금성의 지옥 같은 표면에서 장기적인 로봇 탐사를 가능하게 하는 방법에 대한 토대를 마련합니다.

금성 바람의 여행

그렇다면 왜 풍선일까요? NASA는 궤도선이 분석하기에는 너무 낮은 금성의 대기 영역을 연구하고 싶어합니다. 몇 시간 내에 터지는 착륙선과 달리 풍선은 몇 주 또는 몇 달 동안 바람에 떠서 동쪽에서 서쪽으로 표류할 수 있습니다. 풍선은 표면 위 52~62km(171,000~203,000피트) 사이에서 고도를 변경할 수도 있습니다.

그러나 비행 로봇은 완전히 혼자가 아닙니다. 금성 대기 위의 궤도선과 함께 작동합니다. 풍선은 과학 실험을 수행하는 것 외에도 궤도선과의 통신 중계 역할도 합니다.

풍선 속의 풍선

프로토타입은 기본적으로 "풍선 속의 풍선"이라고 연구진은 말했습니다. 가압됨헬륨견고한 내부 저장소를 채웁니다. 한편, 유연한 외부 헬륨 풍선은 팽창 및 수축이 가능합니다. 풍선은 더 높이 올라갈 수도 있고 더 낮아질 수도 있습니다. 이 작업은 다음의 도움으로 수행됩니다.헬륨통풍구. 임무 팀이 풍선을 들어 올리려면 내부 저장소에서 외부 풍선으로 헬륨을 배출해야 합니다. 풍선을 다시 제자리에 놓기 위해서는헬륨저수지로 다시 배출됩니다. 이로 인해 외부 풍선이 수축되어 부력을 잃게 됩니다.

부식성 환경

금성 표면 위 55km의 계획된 고도에서는 온도가 그렇게 끔찍하지 않고 대기압도 그렇게 강하지 않습니다. 그러나 금성의 대기 중 이 부분은 구름이 황산 방울로 가득 차 있기 때문에 여전히 매우 가혹합니다. 이러한 부식성 환경을 견딜 수 있도록 엔지니어들은 여러 층의 재료로 풍선을 만들었습니다. 이 소재는 내산성 코팅, 태양열을 줄이기 위한 금속화, 과학 장비를 운반할 수 있을 만큼 견고하게 유지되는 내부 레이어가 특징입니다. 씰도 내산성입니다. 비행 테스트 결과 풍선의 재료와 구조가 금성에서도 작동하는 것으로 나타났습니다. 금성의 생존을 위해 사용되는 재료는 제조하기가 까다로우며, 네바다 발사 및 복구에서 입증된 취급의 견고성은 금성에서 풍선의 신뢰성에 대한 확신을 줍니다.

수십 년 동안 일부 과학자와 엔지니어들은 금성을 탐험하는 방법으로 풍선을 제안해 왔습니다. 이는 곧 현실이 될 수도 있습니다. NASA를 통한 이미지.

금성 대기의 과학

과학자들은 다양한 과학 조사를 위해 풍선을 장비합니다. 여기에는 금성 지진으로 인해 생성된 대기의 음파를 찾는 것이 포함됩니다. 가장 흥미로운 분석 중 일부는 대기 자체의 구성입니다.이산화탄소금성의 대기 대부분을 구성하며, 금성을 표면적으로 지옥으로 만든 폭주하는 온실 효과를 촉진합니다. 새로운 분석은 이것이 정확히 어떻게 발생했는지에 대한 중요한 단서를 제공할 수 있습니다. 실제로 과학자들은 초기에는 금성이 지구와 더 비슷했다고 말합니다. 그래서 무슨 일이 일어났나요?

물론, 과학자들이 2020년에 금성 대기에서 포스핀을 발견했다고 보고한 이후, 금성 구름에 생명체가 존재할 수 있는지에 대한 의문이 다시 관심을 불러일으켰습니다. 포스핀의 기원은 확실하지 않으며 일부 연구에서는 여전히 포스핀의 존재에 의문을 제기하고 있습니다. 그러나 이와 같은 풍선 임무는 구름을 심층적으로 분석하고 미생물을 직접 식별하는 데 이상적입니다. 이와 같은 풍선 임무는 가장 혼란스럽고 도전적인 비밀을 푸는 데 도움이 될 수 있습니다.