金星全景視圖

 

　　在美國宇航局的概念設(shè)計(jì)中，是將機(jī)器人氣球與金星軌道飛行器配對(duì)，兩者協(xié)同工作，以研究這顆離我們最近的地球的姊妹行星。軌道飛行器將在金星大氣層上方幾百公里處的軌道上運(yùn)行，進(jìn)行科學(xué)測量并充當(dāng)通信中繼，而攜帶著航空機(jī)器人的氣球?qū)⑦M(jìn)入金星的大氣，并漂浮在金星大氣中持續(xù)開展探測工作。

機(jī)器人氣球測試中

 

　　為了驗(yàn)證測試這一概念設(shè)計(jì)，來自南加州美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和俄勒岡州蒂拉穆克的近太空公司的科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)最近成功進(jìn)行了兩次原型氣球的飛行，測試用機(jī)器人氣球的尺寸約為概念設(shè)計(jì)尺寸的三分之一。在內(nèi)華達(dá)州黑巖沙漠里，閃閃發(fā)光的銀色氣球上升超過1公里到達(dá)地球大氣層的一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域與金星上方約55公里處的溫度和密度相近。在概念設(shè)計(jì)中，金星大氣層中的這個(gè)區(qū)域是金星軌道飛行器無法到達(dá)的區(qū)域，但機(jī)器人氣球任務(wù)則可以漂浮運(yùn)行數(shù)周甚至數(shù)月。

機(jī)器人氣球測試中

 

　　在驗(yàn)證測試過程中，機(jī)器人氣球展示了受控高度機(jī)動(dòng)，并且在兩次飛行中都表現(xiàn)出了良好的狀態(tài)。迄今為止，唯一一次用氣球?qū)鹦谴髿鈱舆M(jìn)行的探索是1985年抵達(dá)金星的蘇聯(lián)織女星1號(hào)和2號(hào)（Vega-1/2）釋放出的兩個(gè)探測氣球，這兩個(gè)充滿氦氣的氣球在金星大氣層中持續(xù)工作了46個(gè)多小時(shí)，最終儀器的電池耗盡停止了工作。雖然前蘇聯(lián)的氣球在金星大氣層中的工作時(shí)間很短暫，但仍然給當(dāng)代科學(xué)家提供了一個(gè)誘人的科學(xué)前景，即可以通過一個(gè)更大的、持續(xù)時(shí)間更長的氣球平臺(tái)漂浮在金星大氣層中來實(shí)現(xiàn)長時(shí)間的探測工作。

機(jī)器人氣球測試中

 

　　金星機(jī)器人氣球的最終目標(biāo)是在金星大氣層中乘風(fēng)旅行，由于金星的自轉(zhuǎn)方向和地球相反，是從東到西自轉(zhuǎn)，所以機(jī)器人氣球在金星大氣層中也會(huì)隨著云層從東向西漂浮，預(yù)計(jì)將繞金星至少工作100天。機(jī)器人氣球?qū)⒆鳛榻鹦侨蝿?wù)的科學(xué)調(diào)查平臺(tái)，從監(jiān)測金星地震產(chǎn)生的聲波到分析大氣中云的化學(xué)成分，還將獲取金星的全球視圖，獲得的數(shù)據(jù)將通過金星軌道飛行器中轉(zhuǎn)并傳遞給地球。

金星上的火山

 

　　該機(jī)器人氣球?qū)⒃诮鹦堑乇砩峡?2公里至62公里之間的區(qū)域進(jìn)行科學(xué)探測，并且可以按照任務(wù)指令提升或降低其高度，這是前蘇聯(lián)的織女星任務(wù)中的氣球無法做到的。原型氣球是使用適用于太空的高性能航空航天充氣設(shè)備技術(shù)制造的，材料包括耐酸涂層，整體被設(shè)計(jì)為“氣球中的氣球”，內(nèi)部是充滿高壓氦氣的剛性儲(chǔ)液罐，外部是可以膨脹和收縮的氦氣球。當(dāng)需要提升高度時(shí)，氦氣從內(nèi)部儲(chǔ)層噴口噴入外部氣球，使氣球膨脹浮力增大；當(dāng)需要降低高度時(shí)，氦氣被泵回儲(chǔ)液罐，使外部氣球收縮并降低浮力。

 

　　機(jī)器人氣球的成功試飛，展示了未來探測金星所需的新技術(shù)，為人類如何在地獄般的金星上空實(shí)現(xiàn)長期的機(jī)器人探索奠定了基礎(chǔ)。