NASAs DAVINCI-oppdrag for å ta steget gjennom den enorme atmosfæren til Venus

I en artikkel nylig publisert i The Planetary Science Journal, gir NASA-forskere og ingeniører nye detaljer om byråets Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI)-oppdrag, som vil gå ned gjennom den lagdelte Venus-atmosfæren til overflaten av planeten i midten av 2031. DAVINCI er det første oppdraget for å studere Venus ved å bruke både romfartøyer og en nedstigningssonde.

DAVINCI, et flygende analytisk kjemilaboratorium, skal for første gang måle kritiske aspekter ved Venus sitt enorme atmosfære-klimasystem, hvorav mange har vært målemål for Venus siden tidlig på 1980-tallet. Det vil også gi den første nedstigningsavbildningen av det fjellrike høylandet til Venus, samtidig som det kartlegger deres steinsammensetning og overflaterelieff i skalaer som ikke er mulig fra bane. Oppdraget støtter målinger av uoppdagede gasser som er tilstede i små mengder og den dypeste atmosfæren, inkludert nøkkelforholdet mellom hydrogenisotoper – komponenter av vann som bidrar til å avsløre historien til vannet, enten som flytende vannhav eller damp i den tidlige atmosfæren.

Oppdragets bærer-, relé- og bilderomfartøy (CRIS) har to instrumenter ombord som skal studere planetens skyer og kartlegge høylandsområdene under forbiflyvninger av Venus og vil også slippe en liten nedstigningssonde med fem instrumenter som vil gi en blanding av nye målinger kl. svært høy presisjon under sin nedstigning til den helvetes Venus-overflaten.

“Dette ensemblet av kjemi-, miljø- og bildedata vil male et bilde av den lagdelte Venus-atmosfæren og hvordan den samhandler med overflaten i fjellene i Alpha Regio, som er dobbelt så stor som Texas,” sa Jim Garvin, hovedforfatter. av papiret i Planetary Science Journal og DAVINCI hovedetterforsker fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. “Disse målingene vil tillate oss å evaluere historiske aspekter av atmosfæren, samt oppdage spesielle bergarter ved overflaten som granitter, samtidig som vi ser etter avslørende landskapstrekk som kan fortelle oss om erosjon eller andre formasjonsprosesser.”

DAVINCI vil benytte seg av tre Venus-tyngdekraftsassistenter, som sparer drivstoff ved å bruke planetens tyngdekraft til å endre hastigheten og/eller retningen til CRIS-flysystemet. De to første tyngdekraftsassistene vil sette CRIS opp for en Venus-forbi for å utføre fjernmåling i det ultrafiolette og nær-infrarøde lyset, og samle inn over 60 gigabit med nye data om atmosfæren og overflaten. Den tredje Venus-tyngdekraftsassistenten vil sette opp romfartøyet for å frigjøre sonden for innstigning, nedstigning, vitenskap og touchdown, pluss etterfølgende overføring til jorden.

Den første forbiflyvningen av Venus vil være seks og en halv måned etter oppskytingen, og det vil ta to år å få sonden i posisjon for å komme inn i atmosfæren over Alpha Regio under ideell belysning på “høymiddag”, med mål om å måle landskapene i Venus i skalaer fra 100 meter ned til finere enn én meter. Slike skalaer muliggjør geologiske studier i landerstil i Venus-fjellene uten å kreve landing.

Når CRIS-systemet er omtrent to dager unna Venus, vil sondeflygingssystemet frigjøres sammen med sonden i titan på tre fot (en meter) i diameter trygt innelukket. Sonden vil begynne å samhandle med Venus øvre atmosfære rundt 75 miles (120 kilometer) over overflaten. Den vitenskapelige sonden vil starte vitenskapelige observasjoner etter å ha kastet varmeskjoldet rundt 67 kilometer over overflaten. Med varmeskjoldet utstøtt, vil sondens innløp innta atmosfæriske gassprøver for detaljerte kjemimålinger av den typen som er gjort på Mars med Curiosity-roveren. I løpet av sin timelange nedstigning til overflaten vil sonden også ta hundrevis av bilder så snart den dukker opp under skyene på rundt 100 000 fot (30 500 meter) over den lokale overflaten.

“Sonden vil lande i Alpha Regio-fjellene, men er ikke pålagt å operere når den har landet, siden alle nødvendige vitenskapelige data vil bli tatt før den når overflaten,” sa Stephanie Getty, assisterende hovedetterforsker fra Goddard. “Hvis vi overlever landingen med omtrent 25 miles per time (12 meter/sekund), kan vi ha opptil 17-18 minutter med operasjoner på overflaten under ideelle forhold.”

DAVINCI er foreløpig planlagt å lansere juni 2029 og gå inn i den venusiske atmosfæren i juni 2031.

“Ingen tidligere oppdrag i Venus-atmosfæren har målt kjemien eller miljøene på detaljene som DAVINCIs sonde kan gjøre,” sa Garvin. “I tillegg har ingen tidligere Venus-oppdrag gått ned over Venus-høylandet, og ingen har utført nedstigningsbilder av Venus-overflaten. DAVINCI vil bygge videre på det Huygens-sonden gjorde ved Titan og forbedre det tidligere Venus-oppdrag på stedet har gjort, men med det 21. århundres evner og sensorer.”

---

---