NASAs 2029 DAVINCI-oppdrag for å utforske atmosfæren til Venus

NASAs DAVINCI-oppdrag til Venus er planlagt lansert i 2029. En ny papir beskriver denne kommende reisen, et vågalt oppdrag som kan kaste nytt lys over den glohete planetens mystiske, og potensielt beboelige, fortid.

Ved ankomst til den andre planeten fra solen, vil sonden stupe gjennom Venus’ atmosfære og innta gassene i omtrent en time før den lander på planetens overflate, ifølge papir publisert i The Planetary Science Journal. DA VINCI er designet for å fungere som et flygende kjemilaboratorium, og det vil bruke sine innebygde instrumenter til å analysere Venus atmosfære, temperaturer, trykk og vindhastighet, samtidig som den tar noen bilder av turen gjennom planetarisk helvete.

Forkortelse for Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging, DAVINCI er en av tre kommende oppdrag planlagt for Venus, til stor glede for Venus-nerder som meg selv. Og ærlig talt, det har gått lenge. NASAs siste oppdrag til Venus, Magellan, ankom planeten i 1989 og avsluttet vitenskapelige operasjoner i 1994. Siden den gang har ikke NASA sendt ut et spesialisert Venus-oppdrag, selv om planeten er superhot – bokstavelig talt og billedlig talt.

Hvorfor sender NASA et oppdrag til Venus?

Å forstå Venus hjelper forskere med å få et bedre syn på vår egen planet. Venus og Jorden kan ha startet på samme måte; de to planetene deler samme størrelse, masse og tetthet. Men i dag kan Venus skryte av temperaturer som når opp til 880 grader Fahrenheit (471 grader Celsius), med en tykk, karbondioksidrik atmosfære som fanger varme på samme måte som klimagasser gjør på jorden. Det kan også skilte med et skummelt vulkansk landskap. Noe kan ha skjedd underveis Venus sin tidlige historie fikk den til å utvikle slike brutale og ugjestmilde forhold, og for at den skal ende opp så drastisk forskjellig fra jorden.

“Venus atmosfære har de kjemiske ledetrådene for å forstå en hel rekke aspekter ved den planeten, inkludert hva dens startsammensetning var og hvordan klimaet har utviklet seg gjennom tiden,” Paul Byrne, førsteamanuensis i jord- og planetvitenskap ved Washington University i St. Louis, som ikke var involvert i avisen, skrev i en e-post. “Spesielt DAVINCI-teamet håper å finne ut om Venus virkelig hadde hav med flytende vann i fortiden, og i så fall når og hvorfor disse havene gikk tapt.”

Hvordan vil DAVINCI måle Venus atmosfære?

For å gjøre det, vil DAVINCI reise rundt 38 millioner miles (61 millioner kilometer) til Venus. Romfartøyet vil først utføre to forbiflyvninger av planeten, den første vil finne sted 6,5 måneder etter lanseringen. Under disse forbiflyvningene vil romfartøyet analysere Venus sine skyer og måle mengden ultrafiolett stråling som absorberes av planetens dagside, og også mengden varme som sendes ut fra Venus natteside (Venus er ikke tidevannslåst, men den har en veldig langsom rotasjonshastighet).

Roughly two years after launch, the DAVINCI probe, known as the Descent Sphere, will descend through Venus’s atmosphere and sample the various gases as it makes its way to the surface. The 3-foot-long (1-meter-long) probe will require an hour to make its way down, experiencing hotter temperatures and higher pressures the further down it goes.

“It turns out that the Venus atmosphere is relatively clement up around 55 km [35 miles], men begynner raskt å bli varmere og mye tettere når du nærmer deg overflaten, sa Byrne. “For ikke å si noe om svovelsyreskyene, selv om de heldigvis har en tendens til å forsvinne når du har falt til en høyde på rundt 47 km [29 miles].”

Descent Sphere er utstyrt med fem instrumenter designet for å måle og analysere kjemien og miljøet i den venusiske atmosfæren; Forhåpentligvis vil disse verktøyene male et bedre og mer dyptgående bilde av den lagdelte atmosfæren. Sonden vil begynne sin interaksjon med Venus’ øvre atmosfære når den når en høyde på 75 miles (120 kilometer), og den vil kaste ut varmeskjoldet når den er 67 kilometer fra bakken. Så snart den dykker under Venus sitt tykke lag av skyer, rundt 100 000 fot (30 500 meter) over overflaten, vil sonden forsøke å ta hundrevis av bilder. Venus’ skyer omhyller planeten og dekker overflaten, så disse bildene er satt til å gi noen enestående utsikt.

Bortsett fra å avbilde planeten, vil Descent Sphere-sonden også puste inn noe av atmosfæren. “DAVINCI-sonden vil ha et lite innløp på utsiden av trykkbeholderen (i hovedsak en stor metallkule) som prøver av atmosfæren i forskjellige høyder vil bli trukket inn i romfartøyet (eller, egentlig, presset inn som trykket utenfor sonden begynner å øke dramatisk over det indre trykket),» sa Byrne.

Når den lander, skal sonden ikke bevege seg raskere enn rundt 25 miles per time (40 km/t). Hvis den overlever den atmosfæriske inngangen, vil sonden – forhåpentligvis – lande i Alpha Regio-fjellene, som er omtrent på størrelse med Texas, ifølge forskerne bak den nye artikkelen. Under ideelle forhold vil sonden fungere i 17 til 18 minutter når den holder fast ved landingen, men det er egentlig ikke nødvendig å operere på Venus siden alle de dyrebare dataene allerede vil ha blitt samlet inn under den atmosfæriske stupet.

Er Venus beboelig?

Selv om Venus i dag er et mindre enn ideelt sted for liv, ønsker forskere å undersøke om planeten noen gang har vært beboelig eller ikke.

I september 2020 hevdet en gruppe forskere at Venus kan ha tegn på liv i skyene bbasert på en påvisning av det som kan være fosfin i den venusiske atmosfæren. Fosfin regnes som en biosignaturgass på jorden. Resultatene ble imidlertid i stor grad møtt med skepsis. Men hvorvidt Venus noen gang var beboelig i fortiden, avhenger av om planeten en gang var vertskap for flytende vannhav, eller om den rett og slett hadde en tykk, dampende atmosfære.

“DAVINCI-sonden vil se etter å svare på dette spørsmålet ved å måle forholdet mellom forskjellige gasser i atmosfæren,” sa Byrne. “Disse målingene vil på sin side hjelpe forskere å forstå hvilke av deres klima- og indre evolusjonsmodeller som er riktige, og dermed hva den sannsynlige planethistorien til Venus er – inkludert om den noen gang har vært beboelig.”