När man flyger förbi Venus i juli 2020, Parker Solar Probes WISPR-instrument, förkortning för Wide-field Imager för Parker Solar Probe, upptäckte en ljus kant runt planetens kant som kan vara nattglöd - ljus som sänds ut av syreatomer högt uppe i atmosfären som rekombinerar till molekyler på nattsidan. Det framträdande mörka inslaget i mitten av bilden är Aphrodite Terra, den största höglandsregionen på den venusiska ytan. Ljusa streck i WISPR, som de som syns här, orsakas vanligtvis av en kombination av laddade partiklar - kallade kosmiska strålar - solljus som reflekteras av korn av rymddamm, och partiklar av material som drivs ut från rymdfarkostens strukturer efter att ha träffat dessa dammkorn. Antalet streck varierar längs omloppsbanan eller när rymdfarkosten färdas med olika hastigheter, och forskare är fortfarande i diskussion om det specifika ursprunget till ränderna här. Den mörka fläcken som visas på den nedre delen av Venus är en artefakt från WISPR-instrumentet. Kredit:NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory/Guillermo Stenborg och Brendan Gallagher
Forskare från U.S. Naval Research Laboratory lämnades nyligen och kliade sig i huvudet över en välbekant syn på himlen. Venusbilder är inget nytt, men en solsond överraskade forskarna genom att se genom planetens moln. NRL:s Wide-field Imager för Parker Solar Probe (WISPR) tog en fantastisk bild av jordens himmelska granne Venus förra året som gjorde att forskare letade efter svar på hur det de såg var möjligt. Förväntar mig att bara se de särpräglade venusiska molnen, NRL WISPR-teamet blev istället chockade över vad de såg.
"Den förbryllande delen är, vi förväntade oss att i första hand avbilda de venusiska molnen, men istället kunde WISPR titta genom molnen för att avbilda ytan, "Mark Linton, Ph.D., som arbetar i NRL:s Heliophysics Theory and Modeling Section sa. "Å ena sidan, WISPR är mycket känsligt för synligt ljus. Med synliga, vi förväntar oss bara att se moln; å andra sidan, WISPR är mycket mindre känsligt för infrarött ljus, men den infraröda emissionen från ytan överförs lätt genom molnen."
Venus, kallas ibland jordens "onda tvilling" eftersom båda planeterna är ungefär lika stora, är besatt av en giftig koldioxidatmosfär och en yttemperatur på 878 grader Fahrenheit (470 grader Celsius), tillräckligt varmt för att smälta bly.
WISPR är det enda bildinstrumentet på NASA Parker Solar Probe-uppdraget och designades vid NRL. WISPR registrerar synliga ljusbilder av solkoronan och heliosfären, den stora, bubbelliknande område av rymden som omger och skapas av solen med ett par överlappande kameror.
Instrumentet fångade bilden av Venus nattsida från ett avstånd av 7, 693 miles (12, 380 kilometer) under uppdragets tredje gravitationsassistans av den heta, helvetes och vulkanisk planet 11 juli, 2020, vars yta visar sig som de ljusa och mörka dragen i denna bild. De stora mörka dragen är bergen i Aphrodite Terra, en höglandsregion, ungefär hälften så stort som Afrika, ligger nära planetens ekvator.
Linton sa, de arbetar med att ta reda på om dessa bilder kommer från ytans infraröda strålning eller om de avbildar ytan i synligt ljus.
"Om variationerna i ljusstyrka beror på skillnader i det synliga ljuset som emitteras av olika kemiska sammansättningar av ytan, eller om de beror på skillnader i det infraröda ljuset som emitteras av olika yttemperaturer, där de mörka dragen representerar kallare bergiga drag, och de ljusa dragen är varmare dalar, vi är bara inte säkra, " sa Linton. "Oavsett vilket, det här är en fascinerande vetenskaplig möjlighet för oss."
Som Ikaros, Parker Solar Probe som lanserades i augusti 2018 är på ett uppdrag att flyga närmare solen än någon tidigare rymdfarkost. Men längs vägen, sonden måste susa förbi Venus totalt sju gånger, med varje pass drar rymdfarkosten närmare solen. Och medan sonden är skräddarsydd för att studera solen, om en rymdfarkost ändå måste gå förbi vår "onda tvillingplanet", teamet tänkte att det lika gärna kunde slå på instrumenten.
"Observationer som dessa anses alltid vara en vetenskapsbonus för oss, "Karl Battams, Ph.D., sa en beräkningsforskare vid NRL:s Heliosfärfysiksektion. "De är inte en del av vårt nominella uppdrag, men kan ofta ge några av de mest överraskande resultaten."
I februari 2021, WISPR genomförde sin fjärde Venus-förbiflygning, en manöver som använder planetens gravitation för att dra sonden närmare solen. Under sina två sista omlopp runt solen, dess närmaste tillvägagångssätt nådde ner till 8, 400, 000 miles över solens yta.
WISPR kommer snart ännu närmare solen. Dess nästa närgång är planerad till den 29 april, då når den bara 6, 500, 000 mil från solens yta.
Linton sa, "WISPR bryter ny mark med varje bana, i synnerhet efter varje Venus-förbiflygning där den sätter rekord för närmaste inflygning av en rymdfarkost till solytan, så att vi kan studera tidigare otillgängliga regioner nära solvindens ursprung."
Medan sonden susar om det inre solsystemet, konsekvenserna av dess upptäckter kommer att avsevärt påverka marinoperationer som är beroende av GPS och radar över horisonten.
"Dessa verktyg kan skadas av rymdvädrets effekter som är ett resultat av interaktionen mellan jordens magnetosfär med solvinden och med koronala massutkastningar, ", sa Linton. "Våra undersökningar av källorna till dessa fenomen är en del av en bredare ansträngning för att utveckla kapacitet för tidig varning för att skydda marinens och DoD-tillgångarna mot dessa effekter."
WISPR har gett många oväntade bonusar, inklusive utsikt över Venus och olika kometer, och ger nya insikter om dammfördelningen i miljön nära solen.
"WISPR är verkligen inte designad för att observera solsystemobjekt som planeter och kometer, men vi försöker alltid dra nytta av alla möjligheter vi har för att få ny vetenskap", sa Battams. "De senaste Venus-bilderna är ett perfekt exempel på varför vi gör detta!"
Parker Solar Probe designades, byggd, och drivs nu av Johns Hopkins Applied Physics Laboratory och är en del av NASA:s Living with a Star-program för att utforska aspekter av sol-jord-systemet som direkt påverkar livet och samhället. Living with a Star drivs av byråns Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, för NASA:s Science Mission Directorate i Washington.
