Uma versão reduzida do aerobot que poderia um dia levar aos céus venusianos completou com sucesso dois voos de teste em Nevada, marcando um marco para o projeto.
A pressão intensa, o calor e os gases corrosivos da superfície de Vênus são suficientes para desativar até mesmo a espaçonave mais robusta em questão de horas. Mas algumas dezenas de quilômetros acima, a espessa atmosfera é muito mais hospitaleira para a exploração robótica.
Um conceito prevê emparelhar um balão com um orbitador de Vênus, os dois trabalhando em conjunto para estudar o planeta irmão da Terra. Enquanto o orbitador permaneceria muito acima da atmosfera, fazendo medições científicas e servindo como um relé de comunicação, um balão robótico aéreo, ou aerobot, com cerca de 12 metros de diâmetro viajaria para ele.
Para testar esse conceito, uma equipe de cientistas e engenheiros do Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia e da Near Space Corporation em Tillamook, Oregon, realizou recentemente dois voos bem-sucedidos de um protótipo de balão com cerca de um terço desse tamanho.
O cintilante balão prateado subiu mais de 4.000 pés (1 quilômetro) sobre o Deserto de Black Rock, em Nevada, até uma região da atmosfera da Terra que se aproxima da temperatura e densidade que o aerobot experimentaria cerca de 180.000 pés (55 quilômetros) acima de Vênus. Coordenados pela Near Space, esses testes representam um marco para provar a adequação do conceito para acessar uma região da atmosfera de Vênus muito baixa para os orbitadores alcançarem, mas onde uma missão de balão poderia operar por semanas ou até meses.
“Estamos extremamente felizes com o desempenho do protótipo. Ele foi lançado, demonstrou manobras de altitude controlada e foi recuperado em boas condições após os dois voos”, disse o tecnólogo de robótica Jacob Izraelelevitz, que lidera o desenvolvimento do balão como investigador principal do JPL nos testes de voo. “Gravamos uma montanha de dados desses voos e estamos ansiosos para usá-los para melhorar nossos modelos de simulação antes de explorar nosso planeta irmão.”
A única exploração de balão da atmosfera de Vênus até hoje foi parte das missões gêmeas soviéticas Vega 1 e 2 que chegaram ao planeta em 1985. Os dois balões (que tinham cerca de 11,5 pés, ou 3,6 metros, de diâmetro quando cheios com hélio) durou pouco mais de 46 horas antes que as baterias de seus instrumentos acabassem. Seu curto tempo na atmosfera venusiana forneceu uma pista tentadora da ciência que poderia ser alcançada por uma plataforma de balão maior e de maior duração flutuando na atmosfera do planeta.
‘Roving’ os céus
O objetivo final do aerobot seria viajar nos ventos venusianos, flutuando de leste a oeste, circunavegando o planeta por pelo menos 100 dias. O aerobot serviria como plataforma para uma série de investigações científicas, desde o monitoramento da atmosfera em busca de ondas acústicas geradas por terremotos de venus até a análise da composição química das nuvens. O orbitador que o acompanha receberia dados do aerobot e os retransmitiria para a Terra, fornecendo uma visão global do planeta.
Assim como um rover de Marte é comandado para dirigir até uma rocha interessante ou outro recurso, o aerobot pode ser direcionado para aumentar e diminuir sua altitude – algo que os balões Vega não poderiam fazer – para conduzir a ciência entre cerca de 171.000 e 203.000 pés (52 e 203.000 pés). 62 quilômetros) dentro da atmosfera de Vênus.
O balão protótipo foi fabricado usando as técnicas do Near Space para infláveis aeroespaciais de desempenho. Projetado como um “balão dentro de um balão”, possui um reservatório interno rígido preenchido com hélio sob alta pressão e um balão externo de hélio encapsulado que pode expandir e contrair. Para aumentar a altitude, o hélio sai do reservatório interno para o balão externo, que se expande para dar ao aerobot flutuabilidade adicional. Quando é hora de reduzir a altitude, o hélio é bombeado de volta para o reservatório, fazendo com que o balão externo encolha e diminua a flutuabilidade do aerobot.
“O sucesso desses voos de teste é um grande negócio para nós: demonstramos com sucesso a tecnologia de que precisaremos para investigar as nuvens de Vênus”, disse Paul Byrne, professor associado da Universidade de Washington em St. colaborador. “Esses testes formam a base de como podemos alcançar a exploração robótica de longo prazo bem acima da superfície infernal de Vênus”.
Nada de piquenique nas nuvens
Embora esta região da atmosfera de Vênus seja mais tolerante do que seus limites inferiores, voos de longa duração nas nuvens do planeta rochoso, que contêm ácido sulfúrico e outros produtos químicos corrosivos, não seriam um piquenique. Assim, o material multicamadas desenvolvido para o balão externo do aerobot inclui um revestimento à prova de ácido, uma camada de metalização para reduzir o aquecimento solar e uma camada interna estrutural que o mantém forte o suficiente para transportar os instrumentos científicos abaixo. Novas técnicas também foram desenvolvidas para garantir uma vedação à prova de ácido de longa duração com vazamento mínimo de hélio das costuras.
“Os materiais usados para a sobrevivência de Vênus são difíceis de fabricar, e a robustez do manuseio que demonstramos no lançamento e na recuperação de Nevada nos dá confiança na confiabilidade do balão em Vênus”, disse o co-investigador Tim Lachenmeier, CEO da Perto do Espaço.
Embora os recentes testes de Nevada tenham sido um marco para um conceito futuro projetado com Vênus em mente, os pesquisadores dizem que a tecnologia também pode ser usada por balões científicos de alta altitude que precisam controlar sua altitude nos céus da Terra.
Publicado em 11/10/2022 02h11
Artigo original: