Em julho de 2022, cientistas e engenheiros testaram um protótipo de balão inspirado em Vênus no Deserto de Black Rock, em Nevada. O veículo em escala reduzida completou com sucesso dois voos de teste iniciais.

Com seu calor escaldante e pressão esmagadora, a superfície de Vênus é hostil e implacável. De fato, as sondas que pousaram lá até agora duraram apenas algumas horas, no máximo. Mas pode haver outra maneira de explorar este mundo perigoso e fascinante além dos orbitadores, que orbitam o Sol a poucos metros da Terra. Trata-se do balão. O Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, em Pasadena, Califórnia, informou em 10 de outubro de 2022 que um balão robótico aéreo, um de seus conceitos de robótica aérea, completou com sucesso dois voos de teste sobre Nevada.

Os pesquisadores utilizaram um protótipo de teste, uma versão reduzida de um balão que poderia um dia flutuar pelas densas nuvens de Vênus.

Primeiro voo de teste do protótipo do balão Venus

O Venus Aerobot planejado tem 12 metros (40 pés) de diâmetro, cerca de 2/3 do tamanho do protótipo.

Uma equipe de cientistas e engenheiros do JPL e da Near Space Corporation, em Tillamook, Oregon, realizou o voo de teste. O sucesso sugere que balões venusianos poderão sobreviver na densa atmosfera desse planeta vizinho. Em Vênus, o balão voará a uma altitude de 55 quilômetros acima da superfície. Para simular a temperatura e a densidade da atmosfera venusiana durante o teste, a equipe elevou o balão a uma altitude de 1 km.

Em todos os aspectos, o balão se comporta conforme projetado. Jacob Izraelevitz, Investigador Principal de Testes de Voo do JPL e Especialista em Robótica, afirmou: “Estamos muito satisfeitos com o desempenho do protótipo. Ele foi lançado, demonstrou manobras controladas em altitude e o recuperamos em perfeitas condições após ambos os voos. Coletamos uma grande quantidade de dados desses voos e esperamos utilizá-los para aprimorar nossos modelos de simulação antes de explorarmos nosso planeta irmão.”

Paul Byrne, da Universidade de Washington em St. Louis e colaborador na área de robótica aeroespacial, acrescentou: “O sucesso desses voos de teste significa muito para nós: demonstramos com êxito a tecnologia necessária para investigar a nuvem de Vênus. Esses testes lançam as bases para como poderemos viabilizar a exploração robótica de longo prazo na superfície infernal de Vênus.”

Viajar nos ventos de Vênus

Então, por que balões? A NASA quer estudar uma região da atmosfera de Vênus que está muito baixa para a sonda orbital analisar. Ao contrário dos módulos de pouso, que explodem em poucas horas, os balões podem flutuar ao vento por semanas ou até meses, deslocando-se de leste a oeste. O balão também pode alterar sua altitude entre 52 e 62 quilômetros (171.000 e 203.000 pés) acima da superfície.

No entanto, os robôs voadores não estão completamente sozinhos. Eles trabalham em conjunto com um orbitador acima da atmosfera de Vênus. Além de realizar experimentos científicos, o balão também atua como um repetidor de comunicação com o orbitador.

Balões dentro de balões

O protótipo é basicamente um “balão dentro de um balão”, disseram os pesquisadores. Pressurizadohélioenche o reservatório interno rígido. Enquanto isso, o balão externo flexível de hélio pode expandir e contrair. Os balões também podem subir mais alto ou descer mais baixo. Isso acontece com a ajuda dehélioválvulas de escape. Se a equipe da missão quisesse levantar o balão, eles liberariam hélio do reservatório interno para o balão externo. Para colocar o balão de volta no lugar,hélioé expelido de volta para o reservatório. Isso faz com que o balão externo se contraia e perca parte da flutuabilidade.

Ambiente corrosivo

Na altitude planejada de 55 quilômetros acima da superfície de Vênus, a temperatura não é tão extrema e a pressão atmosférica não é tão forte. Mas essa parte da atmosfera de Vênus ainda é bastante hostil, pois as nuvens estão repletas de gotículas de ácido sulfúrico. Para ajudar a suportar esse ambiente corrosivo, os engenheiros construíram o balão com múltiplas camadas de material. O material possui um revestimento resistente a ácidos, metalização para reduzir o aquecimento solar e uma camada interna que permanece forte o suficiente para transportar instrumentos científicos. Até mesmo as vedações são resistentes a ácidos. Os testes de voo mostraram que os materiais e a construção do balão também devem funcionar em Vênus. Os materiais usados ​​para garantir a sobrevivência em Vênus são complexos de fabricar, e a robustez demonstrada no lançamento e na recuperação em Nevada nos dá confiança na confiabilidade de nossos balões em Vênus.

Durante décadas, alguns cientistas e engenheiros propuseram o uso de balões como forma de explorar Vênus. Isso pode em breve se tornar realidade. Imagem via NASA.

Ciência na atmosfera de Vênus

Cientistas equipam balões para diversas investigações científicas. Entre elas, a busca por ondas sonoras na atmosfera produzidas por terremotos venusianos. Algumas das análises mais interessantes serão as da composição da própria atmosfera.Dióxido de carbonoA maior parte da atmosfera de Vênus é composta por gases, alimentando o efeito estufa descontrolado que tornou Vênus um lugar tão inóspito em sua superfície. A nova análise pode fornecer pistas importantes sobre como exatamente isso aconteceu. De fato, os cientistas afirmam que, em seus primórdios, Vênus era mais parecido com a Terra. Então, o que aconteceu?

É claro que, desde que os cientistas relataram a descoberta de fosfina na atmosfera de Vênus em 2020, a questão da possível vida nas nuvens venusianas reacendeu o interesse. As origens da fosfina são inconclusivas, e alguns estudos ainda questionam sua existência. Mas missões de balão como essa seriam ideais para análises profundas das nuvens e talvez até mesmo para a identificação direta de micróbios. Missões de balão como essa poderiam ajudar a desvendar alguns dos segredos mais intrigantes e desafiadores.