Kredit:NASA
I en artikel som nyligen publicerades i The Planetary Science Journal , ger NASA-forskare och ingenjörer nya detaljer om byråns Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) uppdrag, som kommer att sjunka genom den skiktade Venus-atmosfären till planetens yta i mitten av 2031. DAVINCI är det första uppdraget att studera Venus med hjälp av både rymdfarkoster och en nedstigningssond.
DAVINCI, ett flygande analytisk kemilaboratorium, kommer för första gången att mäta kritiska aspekter av Venus massiva atmosfär-klimatsystem, av vilka många har varit mätmål för Venus sedan början av 1980-talet. Det kommer också att tillhandahålla den första nedstigningsavbildningen av Venus bergiga högland samtidigt som deras stensammansättning och ytrelief kartläggs i skalor som inte är möjliga från omloppsbana. Uppdraget stöder mätningar av oupptäckta gaser som finns i små mängder och den djupaste atmosfären, inklusive nyckelförhållandet mellan väteisotoper – komponenter i vatten som hjälper till att avslöja vattnets historia, antingen som flytande vattenhav eller ånga i den tidiga atmosfären.
Uppdragets bärar-, relä- och avbildningsfarkost (CRIS) har två instrument ombord som kommer att studera planetens moln och kartlägga dess höglandsområden under förbiflygningar av Venus och kommer också att släppa en liten nedstigningssond med fem instrument som kommer att tillhandahålla en blandning av nya mätningar kl. mycket hög precision under dess nedstigning till den helvetiska Venus-ytan.
"Denna ensemble av kemi-, miljö- och avbildningsdata kommer att måla en bild av den skiktade Venus-atmosfären och hur den interagerar med ytan i bergen i Alpha Regio, som är dubbelt så stor som Texas", säger Jim Garvin, huvudförfattare. av tidningen i Planetary Science Journal och DAVINCI:s huvudforskare från NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Dessa mätningar kommer att tillåta oss att utvärdera historiska aspekter av atmosfären samt upptäcka speciella bergarter vid ytan som graniter samtidigt som vi letar efter tydliga landskapsdrag som kan berätta för oss om erosion eller andra formationsprocesser."
DAVINCI kommer att använda tre Venus gravitationshjälp, som sparar bränsle genom att använda planetens gravitation för att ändra hastigheten och/eller riktningen på CRIS-flygsystemet. De två första tyngdkraftsassistanserna kommer att ställa in CRIS för en Venus-förbiflygning för att utföra fjärranalys i det ultravioletta och det nära infraröda ljuset, och samla in över 60 gigabit ny data om atmosfären och ytan. Den tredje Venus gravitationshjälp kommer att ställa upp rymdfarkosten för att släppa sonden för inträde, nedstigning, vetenskap och landning, plus uppföljande överföring till jorden.
Den första förbiflygningen av Venus kommer att vara sex och en halv månad efter lanseringen och det kommer att ta två år att få sonden på plats för att komma in i atmosfären över Alpha Regio under idealisk belysning vid "högmiddag", med målet att mäta landskapen i Venus på skalor som sträcker sig från 328 fot (100 meter) ner till finare än en meter. Sådana skalor möjliggör geologiska studier i landarstil i Venusbergen utan att behöva landa.
När CRIS-systemet är ungefär två dagar borta från Venus, kommer sondflygsystemet att släppas tillsammans med sonden i titan med tre fot (en meter) diameter säkert innesluten inuti. Sonden kommer att börja interagera med Venus övre atmosfär på cirka 75 miles (120 kilometer) över ytan. Den vetenskapliga sonden kommer att påbörja vetenskapliga observationer efter att ha kastat sin värmesköld runt 42 miles (67 kilometer) över ytan. Med värmeskölden bortkastad kommer sondens inlopp att få i sig atmosfäriska gasprover för detaljerade kemimätningar av det slag som har gjorts på Mars med Curiosity-rovern. Under sin timmeslånga nedstigning till ytan kommer sonden också att ta hundratals bilder så snart den dyker upp under molnen på cirka 100 000 fot (30 500 meter) över den lokala ytan.
"Sonden kommer att landa i Alpha Regio-bergen men är inte skyldig att fungera när den väl har landat, eftersom alla nödvändiga vetenskapliga data kommer att tas innan den når ytan", säger Stephanie Getty, biträdande huvudutredare från Goddard. "Om vi överlever landsättningen i cirka 25 miles per timme (12 meter/sekund) kan vi ha upp till 17-18 minuters operationer på ytan under idealiska förhållanden."
DAVINCI är preliminärt planerat att lansera juni 2029 och gå in i den venusiska atmosfären i juni 2031.
"Inga tidigare uppdrag i Venus-atmosfären har mätt kemin eller miljöerna i detalj som DAVINCIs sond kan göra," sa Garvin. "Dessutom har inget tidigare Venus-uppdrag sjunkit över Venus tesserae högland, och ingen har utfört nedstigningsavbildning av Venus-ytan. DAVINCI kommer att bygga vidare på vad Huygens-sonden gjorde vid Titan och förbättra vad tidigare in situ Venus-uppdrag har gjort, men med 2000-talets kapacitet och sensorer." + Utforska vidare
