En juillet 2022, des scientifiques et des ingénieurs ont testé un prototype de ballon vénusien dans le désert de Black Rock, au Nevada. Ce véhicule à échelle réduite a effectué avec succès deux vols d'essai initiaux.

Avec sa chaleur torride et sa pression extrême, la surface de Vénus est hostile et impitoyable. De fait, les sondes qui s'y sont posées jusqu'à présent n'y sont restées que quelques heures au maximum. Mais il existe peut-être une autre façon d'explorer ce monde dangereux et fascinant, en orbite autour du Soleil, à quelques encablures de la Terre : le ballon. Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, à Pasadena, en Californie, a annoncé le 10 octobre 2022 qu'un ballon robotisé aérien, l'un de ses prototypes, avait effectué avec succès deux vols d'essai au-dessus du Nevada.

Les chercheurs ont utilisé un prototype expérimental, une version réduite d'un ballon qui pourrait un jour dériver à travers les nuages ​​denses de Vénus.

Premier vol d'essai du prototype de ballon Venus

L'aérobot Venus prévu a un diamètre de 40 pieds (12 mètres), soit environ les 2/3 de la taille du prototype.

Une équipe de scientifiques et d'ingénieurs du JPL et de la Near Space Corporation, basée à Tillamook, dans l'Oregon, a mené à bien le vol d'essai. Leur succès laisse penser que les ballons vénusiens pourraient survivre dans l'atmosphère dense de notre planète voisine. Sur Vénus, le ballon évoluera à une altitude de 55 kilomètres au-dessus de la surface. Afin de reproduire la température et la densité de l'atmosphère vénusienne lors de cet essai, l'équipe a initialement placé le ballon à une altitude de 1 kilomètre.

Le ballon se comporte à tous égards comme prévu. Jacob Izraelevitz, chercheur principal et spécialiste en robotique du programme d'essais en vol du JPL, a déclaré : « Nous sommes très satisfaits des performances du prototype. Il a été lancé, a effectué une manœuvre d'altitude contrôlée et nous l'avons récupéré en parfait état après les deux vols. Nous avons enregistré de nombreuses données lors de ces vols et nous avons hâte de les utiliser pour améliorer nos modèles de simulation avant d'explorer notre planète sœur. »

Paul Byrne, de l'Université Washington de Saint-Louis et collaborateur en robotique aérospatiale, a ajouté : « Le succès de ces vols d'essai est très important pour nous : nous avons démontré avec succès la technologie nécessaire à l'étude du nuage de Vénus. Ces tests jettent les bases d'une exploration robotique à long terme de la surface infernale de Vénus. »

Voyager dans les vents de Vénus

Pourquoi des ballons ? La NASA souhaite étudier une région de l’atmosphère de Vénus trop basse pour être analysée par l’orbiteur. Contrairement aux atterrisseurs, qui se gonflent en quelques heures, les ballons peuvent flotter au gré du vent pendant des semaines, voire des mois, dérivant d’est en ouest. Leur altitude peut également varier entre 52 et 62 kilomètres au-dessus de la surface.

Cependant, les robots volants ne sont pas totalement isolés. Ce ballon fonctionne avec une sonde orbitale au-dessus de l'atmosphère de Vénus. Outre la réalisation d'expériences scientifiques, il sert également de relais de communication avec la sonde.

Des ballons dans des ballons

Le prototype est en quelque sorte un « ballon à l'intérieur d'un ballon », ont expliqué les chercheurs. Sous pressionhéliumLe réservoir interne rigide se remplit. Parallèlement, le ballon externe flexible à hélium peut se dilater et se contracter. Les ballons peuvent ainsi monter plus haut ou descendre plus bas. Cela se fait grâce à…héliumévents. Si l'équipe de la mission voulait soulever le ballon, elle évacuerait de l'hélium du réservoir intérieur vers le ballon extérieur. Pour remettre le ballon en place, leshéliumL'air est évacué dans le réservoir. Cela provoque la contraction du ballon extérieur et une perte de flottabilité.

Environnement corrosif

À l'altitude prévue de 55 kilomètres au-dessus de la surface de Vénus, la température est moins extrême et la pression atmosphérique moins forte. Cependant, cette partie de l'atmosphère vénusienne reste très hostile, car les nuages ​​sont chargés de gouttelettes d'acide sulfurique. Pour résister à cet environnement corrosif, les ingénieurs ont conçu le ballon à partir de plusieurs couches de matériaux. Ces matériaux comprennent un revêtement résistant aux acides, une métallisation pour limiter l'échauffement solaire et une couche interne suffisamment robuste pour transporter des instruments scientifiques. Même les joints sont résistants aux acides. Les essais en vol ont démontré que les matériaux et la construction du ballon devraient également convenir à Vénus. La fabrication des matériaux nécessaires à la survie du ballon sur Vénus est complexe, et la robustesse dont nous avons fait preuve lors du lancement et de la récupération au Nevada nous conforte dans la fiabilité de nos ballons sur Vénus.

Depuis des décennies, des scientifiques et des ingénieurs proposent d'utiliser des ballons pour explorer Vénus. Cela pourrait bientôt devenir réalité. Image : NASA.

La science dans l'atmosphère de Vénus

Des scientifiques équipent des ballons pour diverses expériences scientifiques. Il s'agit notamment de rechercher les ondes sonores produites par les séismes vénusiens dans l'atmosphère. L'une des analyses les plus passionnantes portera sur la composition même de l'atmosphère.dioxyde de carboneElle constitue la majeure partie de l'atmosphère de Vénus, alimentant l'emballement de l'effet de serre qui a rendu sa surface si invivable. Cette nouvelle analyse pourrait apporter des éclaircissements importants sur les mécanismes exacts de ce phénomène. En effet, les scientifiques affirment qu'à ses débuts, Vénus ressemblait davantage à la Terre. Que s'est-il donc passé ?

Bien sûr, depuis la découverte de phosphine dans l'atmosphère de Vénus en 2020, la question d'une possible vie dans ses nuages ​​a connu un regain d'intérêt. L'origine de la phosphine reste incertaine, et certaines études remettent encore en question son existence. Des missions en ballon comme celle-ci seraient idéales pour une analyse approfondie des nuages ​​et peut-être même pour identifier directement d'éventuels microbes. De telles missions pourraient contribuer à percer certains des secrets les plus mystérieux et les plus complexes de Vénus.