Venus ser intetsägande och prestationslös ut i synligt ljus, men byt filter till ultraviolett, och jordens tvilling ser plötsligt ut som en annan planet. Mörka och ljusa områden randar sfären, indikerar att något absorberar ultravioletta våglängder i planetens molntoppar.

Ett team av forskare och ingenjörer som arbetar på NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, har fått finansiering från byråns Planetary Science Deep Space SmallSat Studies, eller PSDS3, program för att främja ett CubeSat -uppdragskoncept som avslöjar arten av denna mystiska absorber som ligger i planetens översta molnskikt.

Kallade CubeSat UV -experiment, eller CUVE, uppdraget skulle undersöka Venus atmosfär med hjälp av ultraviolettkänsliga instrument och en roman, kol-nanorör ljussamlingsspegel.

Liknande i struktur och storlek som jorden, Venus snurrar långsamt i motsatt riktning mot de flesta planeter. Dess tjocka atmosfär, består huvudsakligen av koldioxid, med moln av svavelsyradroppar, fångar upp värme i en flyktig växthuseffekt, vilket gör den till den hetaste planeten i vårt solsystem med yttemperaturer som är tillräckligt varma för att smälta bly.

Även om NASA och andra internationella rymdprogram har skickat flera uppdrag till Venus, "den exakta naturen hos molntoppsabsorbenten har inte fastställts, "sade CUVE -huvudutredaren Valeria Cottini, en forskare vid University of Maryland som leder ett team av experter på kompositionen, kemi, dynamik, och strålningsöverföring av planetens atmosfär. "Detta är en av de obesvarade frågorna och det är en viktig fråga, " tillade hon.

Tidigare observationer av Venus visar att hälften av solenergin absorberas i ultraviolett av ett övre lager av svavelsyramoln, ger planeten dess randiga mörka och ljusa drag. Andra våglängder sprids eller reflekteras ut i rymden, vilket förklarar varför planeten ser ut som en prestationslös, gulvit sfär i det optiska-våglängder som är synliga för det mänskliga ögat.

Teorier om vad som orsakar dessa ränder, kontrasterande funktioner, Sa Cottini. En förklaring är att konvektiva processer muddrar absorberaren djupt inifrån Venus tjocka molntäcke, transporterar ämnet till molntopparna. Lokala vindar sprider materialet i vindens riktning, skapa de långa strimmorna. Forskare teoretiserar de ljusa områdena som observerats i ultraviolett är förmodligen stabila mot konvektion och innehåller inte absorberaren, medan de mörka områdena gör det.

"Eftersom Venus maximala absorption av solenergi sker i ultraviolett, bestämmer naturen, koncentration, och distributionen av den okända absorbatorn är grundläggande, "Sade Cottini." Detta är ett mycket fokuserat uppdrag-perfekt för en CubeSat-applikation. "

För att lära dig mer om absorbatorn, CUVE -teamet, som inkluderar forskare från Goddard samt forskare som är anslutna till University of Maryland och katolska universitetet, utnyttjar investeringar som Goddard har gjort i miniatyriserade instrument och annan teknik. Förutom att flyga en miniatyriserad ultraviolett kamera för att lägga till kontextuell information och fånga kontrastfunktionerna, CUVE skulle bära en Goddard-utvecklad spektrometer för att analysera ljus över ett brett spektralband-190-570 nanometer-som täcker det ultravioletta och synliga. Teamet planerar också att utnyttja investeringar i CubeSat -navigering, elektronik, och flygprogram.

"Många av dessa koncept drivs av viktiga investeringar i forskning och utveckling av Goddard, "sa Tilak Hewagama, en CUVE -teammedlem som har arbetat med Goddard -forskarna Shahid Aslam, Nicolas Gorius, och andra för att demonstrera en CubeSat-kompatibel spektrometer. "Det var det som fick oss att komma igång."

En av de andra nya CUVE -anpassningarna är den potentiella användningen av ett lätta teleskop utrustat med en spegel av kolnanorör i ett epoxiharts. Hittills, ingen har kunnat göra en spegel med detta harts.

Sådan optik erbjuder flera fördelar. Förutom att vara lätt och mycket stabil, de är relativt lätta att reproducera. De kräver inte polering-en tidskrävande och ofta dyra process som garanterar en smidig, perfekt formad yta.

Utvecklad av Goddard -entreprenören Peter Chen, spegeln är gjord genom att hälla en blandning av epoxi och kolnanorör i en dorn, eller mögel, utformad för att uppfylla ett specifikt optiskt recept. Tekniker värmer sedan formen för att härda och härda epoxin. När den väl är inställd, spegeln är belagd med ett reflekterande material av aluminium och kiseldioxid.

Studiemål

Teamet planerar att ytterligare förbättra uppdragets teknik och utvärdera tekniska krav för att nå en polar bana runt Venus som en sekundär nyttolast. Teamet tror att det skulle ta CUVE ett och ett halvt år att nå sitt mål. Väl i omloppsbana, laget skulle samla in data i ungefär sex månader.

"CUVE är ett målinriktat uppdrag, med en dedikerad vetenskaplig nyttolast och en kompakt buss för att maximera flygmöjligheter, till exempel en åktur med ett annat uppdrag till Venus eller till ett annat mål, "Sa Cottini." CUVE skulle komplettera det förflutna, nuvarande, och framtida Venus -uppdrag och ger bra vetenskaplig avkastning till lägre kostnad. "

Små satelliter, inklusive CubeSats, spelar en allt större roll i prospektering, teknik demonstration, vetenskaplig forskning och utbildningsutredningar vid NASA, inklusive:planetarisk rymdutforskning; Jordobservationer; grundläggande jord- och rymdvetenskap; och utveckla precursor science-instrument som avancerad laserkommunikation, satellit-till-satellit-kommunikation och autonoma rörelsefunktioner.