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태양계 이야기 987 - 금성 구름 위를 날 에어로봇



 (A prototype aerial robotic balloon, or aerobot, is readied for a sunrise test flight at Black Rock Desert, Nevada, in July 2022, by team members from JPL and Near Space Corporation. The aerobot successfully completed two flights, demonstrating controlled altitude flight. Credit: NASA/JPL-Caltech)

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(The one third scale prototype aerobot is designed to withstand the corrosive chemicals in Venus’ atmosphere. During the flights, the balloon’s materials were tested for the first time, giving the team confidence that a larger aerobot design could operate in Venus skies. Credit: Near Space Corporation)

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앞서 소개한 것처럼 나사는 인류의 접근을 거부하는 이웃 행성인 금성의 지표와 대기를 연구할 새로운 형태의 탐사선을 개발하고 있습니다. 그 가운데 하나인 금성 풍성의 프로토타입이 지구에서 성공적으로 비행했습니다.

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금성의 표면 기압은 지구의 100배에 가까운 고압 환경인데다 온도도 평균 460도에 달할 정도로 높아서 표면에서 장시간 탐사하기 어렵습니다. 대신 풍선을 띄울 경우 지구보다 훨씬 압력과 밀도가 높은 대기 덕분에 더 높이 날 수 있습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/220365915778

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https://blog.naver.com/jjy0501/222406845991

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나사 JPL의 과학자들이 개발한 에어로봇 (aerobot, aerial robotic balloon)은 고온 고압 환경에서 견딜 수 있는 특수 헬륨 풍선으로 지름 12m의 크기입니다. 실제 크기의 1/3 축소 모형인 에어로봇은 최근 네바다주의 블랙 록 사막에서 고도 1km까지 성공적으로 비행해 미래 금성 탐사에 대한 희망을 보여줬습니다.

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(The Venus aerobot prototype is a “balloon within a balloon,” with a rigid inner reservoir that can control the quantity of helium venting to and from the flexible outer balloon. Flying above the Black Rock Desert, the aerobot used this function for the first time to control its altitude. Credit: NASA/JPL-Caltech/Near Space Corporation)

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사실 금성 풍선은 이번에 처음 시도되는 것이 아닙니다. 구소련 시절 베가 1과 베가 2에 지름 3.6m 크기의 작은 풍선이 실려 46시간 정도 탐사를 한 적이 있었습니다. 하지만 당시 기술적 한계로 금성 대기 환경에 댜해서 많은 것을 알아낼 순 없었습니다.

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나사의 에어로봇은 표면의 고온 고압 환경을 피해 지표에서 52-62km 지점을 비행합니다. 이곳에서는 온도와 기압이 지구보다 더 높지 않기 때문에 장시간 비행이 가능합니다. 목표 탐사 시간은 100일 정도입니다.

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에어로봇은 헬륨 풍선으로 고온 고압 환경에서 버틸 수 있는 외부 풍선 안에 다시 작은 풍선이 들어 있는 구조입니다. 내부 풍선은 헬륨을 보관하는 용도입니다. 헬륨의 양을 조절해 금성 대기에서 위 아래로 움직일 수 있습니다.

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금성 대기 상부 구름은 아직 누구도 가보지 못한 미지의 세계입니다. 일부 과학자들은 여기에 생명체가 살지 모른다고 보고 있습니다. 언젠가 직접 탐사선을 보낼 수 있다면 진짜 그곳에 무엇이 있는지 자신 있게 말할 수 있을 것입니다.

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참고

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https://phys.org/news/2022-10-jpl-venus-aerial-robotic-balloon.html

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