Des scientifiques et des ingénieurs ont testé un prototype de ballon Vénus dans le désert de Black Rock au Nevada en juillet 2022. Le véhicule réduit a effectué avec succès 2 vols d'essai initiaux.

Avec sa chaleur torride et sa pression écrasante, la surface de Vénus est hostile et impitoyable. En fait, les sondes qui y ont atterri jusqu’à présent n’ont duré que quelques heures tout au plus. Mais il existe peut-être une autre façon d'explorer ce monde dangereux et fascinant au-delà des orbiteurs, en orbite autour du soleil à quelques encablures de la Terre. C'est le ballon. Le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA à Pasadena, en Californie, a rapporté le 10 octobre 2022 qu'un ballon robotique aérien, l'un de ses concepts de robotique aérienne, avait effectué avec succès deux vols d'essai au-dessus du Nevada.

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

Premier vol d'essai du prototype du ballon Vénus

Le Venus Aerobot prévu mesure 12 mètres de diamètre, soit environ les 2/3 de la taille du prototype.

Une équipe de scientifiques et d'ingénieurs du JPL et de Near Space Corporation à Tillamook, dans l'Oregon, a effectué le vol d'essai. Leur succès laisse penser que les ballons vénusiens devraient pouvoir survivre dans l’atmosphère dense de ce monde voisin. Sur Vénus, le ballon volera à une altitude de 55 kilomètres au-dessus de la surface. Pour correspondre à la température et à la densité de l'atmosphère de Vénus lors du test, l'équipe a élevé le ballon d'essai à une altitude de 1 km.

À tous égards, le ballon se comporte comme il a été conçu. Jacob Izraelevitz, chercheur principal du JPL Flight Test et spécialiste de la robotique, a déclaré : « Nous sommes très satisfaits des performances du prototype. Il a décollé, a démontré une manœuvre à altitude contrôlée et nous l'avons remis en bon état après les deux vols. Nous avons enregistré de nombreuses données sur ces vols et sommes impatients de les utiliser pour améliorer nos modèles de simulation avant d'explorer notre planète sœur.

Paul Byrne de l'Université de Washington à Saint-Louis et collaborateur en robotique aérospatiale a ajouté : « Le succès de ces vols d'essai signifie beaucoup pour nous : nous avons démontré avec succès la technologie nécessaire pour étudier le nuage de Vénus. Ces tests jettent les bases de la manière dont nous pourrions permettre une exploration robotique à long terme sur la surface infernale de Vénus.

Voyagez dans les vents de Vénus

Alors pourquoi des ballons ? La NASA souhaite étudier une région de l'atmosphère de Vénus qui est trop basse pour que l'orbiteur puisse l'analyser. Contrairement aux atterrisseurs, qui explosent en quelques heures, les ballons peuvent flotter dans le vent pendant des semaines, voire des mois, dérivant d'est en ouest. Le ballon peut également changer d'altitude entre 171 000 et 203 000 pieds (52 à 62 kilomètres) au-dessus de la surface.

Cependant, les robots volants ne sont pas entièrement seuls. Il fonctionne avec un orbiteur au-dessus de l'atmosphère de Vénus. En plus de mener des expériences scientifiques, le ballon fait également office de relais de communication avec l'orbiteur.

Des ballons dans des ballons

Le prototype est essentiellement un « ballon dans un ballon », ont expliqué les chercheurs. Sous pressionhéliumremplit le réservoir interne rigide. Pendant ce temps, le ballon d'hélium extérieur flexible peut se dilater et se contracter. Les ballons peuvent également monter plus haut ou descendre plus bas. Il le fait avec l'aide dehéliumévents. Si l’équipe de mission voulait soulever le ballon, elle évacuerait l’hélium du réservoir interne vers le ballon externe. Pour remettre le ballon en place, lehéliumest renvoyé 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 n’est pas aussi extrême et la pression atmosphérique n’est pas aussi forte. Mais cette partie de l'atmosphère de Vénus est encore assez dure, car les nuages ​​sont pleins de gouttelettes d'acide sulfurique. Pour résister à cet environnement corrosif, les ingénieurs ont construit le ballon à partir de plusieurs couches de matériaux. Le matériau présente un revêtement résistant aux acides, une métallisation pour réduire le chauffage solaire et une couche interne qui reste suffisamment solide pour transporter des instruments scientifiques. Même les joints sont résistants aux acides. Les essais en vol ont montré que les matériaux et la construction du ballon devraient également fonctionner sur Vénus. Les matériaux utilisés pour la capacité de survie de Vénus sont difficiles à fabriquer, et la robustesse de manipulation dont nous avons fait preuve lors de notre lancement et de notre récupération au Nevada nous donne confiance dans la fiabilité de nos ballons sur Vénus.

Depuis des décennies, certains scientifiques et ingénieurs proposent des ballons pour explorer Vénus. Cela pourrait bientôt devenir une réalité. Image via la NASA.

La science dans l'atmosphère de Vénus

Les scientifiques équipent des ballons pour diverses recherches scientifiques. Il s'agit notamment de la recherche d'ondes sonores dans l'atmosphère produites par les tremblements de terre vénusiens. Certaines des analyses les plus passionnantes porteront sur la composition de l’atmosphère elle-même.Dioxyde de carboneconstitue la majeure partie de l’atmosphère de Vénus, alimentant l’effet de serre incontrôlable qui a fait de Vénus un tel enfer à la surface. La nouvelle analyse pourrait fournir des indices importants sur la manière exacte dont cela s’est produit. En fait, les scientifiques affirment qu’au début, Vénus ressemblait davantage à la Terre. Alors que s'est-il passé ?

Bien sûr, depuis que les scientifiques ont rapporté la découverte de phosphine dans l'atmosphère de Vénus en 2020, la question d'une éventuelle vie dans les nuages ​​de Vénus a relancé l'intérêt. Les origines de la phosphine ne sont pas concluantes et certaines études remettent encore en question son existence. Mais des missions de ballon comme celle-ci seraient idéales pour une analyse approfondie des nuages ​​et peut-être même pour identifier directement les microbes. Des missions en ballon comme celle-ci pourraient aider à percer certains des secrets les plus déroutants et les plus difficiles.