深空探测实验室 26-02-02 13:07
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【金星探测气球技术研究】
基于气球实施金星大气环境探测,能获取金星大气精细分层的气体组成、温度、压力、声波等,填补天基环绕探测和着陆巡视探测手段的不足,为研究金星温室效应形成机制、上层大气旋转方式、两极漩涡形成原因等提供有力支撑。
研究者在已有金星气球和地球气球技术的基础上,分别对吊舱设计、囊体设计、能源设计、温度控制、高度控制、空中展开充气等技术要点和技术途径进行了研究。针对高层和低层金星气球研究了金星大气环境特点,提出研究方向建议,从总体设计角度为中国金星探测气球研究和任务科学实施提供了参考。
初步考虑建议按以下三个步骤实施:
1)研发50~60km固定高度超压气球,其主要技术已通过前期飞行试验和地面试验进行了较为充分的验证,研究重点是提升囊体材料特性,增强轻质、耐酸蚀、高强度和低渗透等性能,以及寿命和载荷能力。该系统有望在短期实现。
2)研发50~60km可变高度零压气球,该系统主要在前系统基础上增加可逆流体相变控制能力。研究重点是进一步修正完善气球可逆流体动力学和热力学模型,开展高精度飞行仿真验证,进一步降低工程风险。该系统有望在中期实现。
3)研发50km以下固定高度超压气球、50km以下可变高度零压气球,主要是在前系统基础上提升产品耐高温性能,高温上限从100℃升高至460℃。研究重点是优选或新研材料,开展充分的地面试验验证,结合试验数据对热力学和动力学模型进行修正,进一步控制工程风险。该系统将在较长一段时期后实现。
(来源/中国空间科学技术)