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 deux vols d'essai initiaux.

Avec sa chaleur accablante et sa pression écrasante, la surface de Vénus est hostile et impitoyable. En fait, les sondes qui y ont atterri jusqu'à présent n'y sont restées 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 orbitant autour du Soleil à deux pas de la Terre. C'est 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 concepts, avait effectué avec succès deux vols d'essai au-dessus du Nevada.

Les chercheurs ont utilisé un prototype de test, une version rétrécie 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 suggère 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 soulevé le ballon d'essai à une altitude de 1 km.

Le ballon se comporte en tous points comme prévu. Jacob Izraelevitz, chercheur principal des essais en vol du JPL et spécialiste en robotique, a déclaré : « Nous sommes très satisfaits des performances du prototype. Il a décollé, a démontré une manœuvre en altitude contrôlée et nous l'avons remis en état après les deux vols. Nous avons enregistré de nombreuses données lors de ces vols et nous sommes impatients 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 scientifique 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 posent les bases d'une exploration robotique à long terme de la surface infernale de Vénus. »

Voyager dans les vents de Vénus

Alors 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 explosent en quelques heures, les ballons peuvent flotter au gré du vent pendant des semaines, voire des mois, dérivant d'est en ouest. Ils peuvent également varier leur altitude entre 52 et 62 kilomètres (171 000 et 203 000 pieds) au-dessus de la surface.

Cependant, les robots volants ne sont pas totalement isolés. Ils travaillent en collaboration avec un orbiteur au-dessus de l'atmosphère de Vénus. Outre la réalisation d'expériences scientifiques, le ballon sert également de relais de communication avec l'orbiteur.

Des ballons dans des ballons

Le prototype est en fait un « ballon dans un ballon », ont expliqué les chercheurs.héliumRemplit le réservoir interne rigide. Pendant ce temps, le ballon d'hélium externe flexible peut se dilater et se contracter. Les ballons peuvent également s'élever plus haut ou redescendre plus bas. Ceci est rendu possible grâce àhéliumévents. Si l'équipe de mission souhaitait soulever le ballon, elle devait évacuer l'hélium du réservoir intérieur vers le ballon extérieur. Pour remettre le ballon en place,héliumest 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 et la pression atmosphérique sont moins extrêmes. Cependant, cette partie de l'atmosphère vénusienne reste assez hostile, car les nuages ​​sont chargés de gouttelettes d'acide sulfurique. Pour résister à cet environnement corrosif, les ingénieurs ont construit le ballon à partir de plusieurs couches de matériaux. Ce matériau comprend un revêtement résistant aux acides, une métallisation pour réduire le réchauffement solaire et une couche interne 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 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 conforte 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 réalité. Image via la NASA.

La science dans l'atmosphère de Vénus

Les scientifiques équipent des ballons pour diverses recherches scientifiques. Parmi celles-ci, la recherche d'ondes sonores dans l'atmosphère produites par les tremblements de terre vénusiens. Parmi les analyses les plus passionnantes figurera 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 transformé Vénus en un véritable enfer à sa surface. Cette nouvelle analyse pourrait fournir des indices importants sur les causes exactes 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 que les scientifiques ont annoncé la découverte de phosphine dans l'atmosphère de Vénus en 2020, la question d'une possible vie dans les nuages ​​vénusiens a ravivé l'intérêt. Les origines de la phosphine ne sont pas encore clairement établies, et certaines études remettent encore en question son existence. Mais 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 en ballon pourraient contribuer à percer certains des secrets les plus complexes et les plus déroutants.