Her er hvorfor NASA vender tilbage til Venus efter 40 år

I årtier, udforskningen af ​​vores solsystem forlod en af ​​vores naboplaneter, Venus, stort set uudforsket. Nu, ting er ved at ændre sig.

I den seneste meddelelse fra NASA's efterforskningsprogram for solsystemer, to missioner har fået klarsignal-og de er begge på vej til Venus. De to ambitiøse missioner starter mellem 2028 og 2030.

Dette markerer en betydelig ændring i retning for NASAs planetariske videnskabsdivision, som ikke har sendt en mission til planeten siden 1990. Det er spændende nyhed for rumforskere som mig.

Venus er en fjendtlig verden. Dens atmosfære indeholder svovlsyre, og overfladetemperaturerne er varme nok til at smelte bly. Men det har ikke altid været sådan. Det menes, at Venus startede meget som jorden. Hvad skete der?

Mens han var på jorden, kulstof er hovedsageligt fanget i sten, på Venus er den sluppet ud i atmosfæren - hvilket gør den til cirka 96 procent kuldioxid. Dette har ført til en løbende drivhuseffekt, skubber overfladetemperaturer op til 750 kelvin (470 grader Celsius eller 90 grader Fahrenheit).

Planetens historie gør det til et glimrende sted at studere drivhuseffekten og lære at håndtere det på Jorden. Vi kan bruge modeller, der tegner de atmosfæriske ekstremer af Venus, og sammenligne resultaterne med det, vi ser derhjemme.

Men, de ekstreme overfladeforhold er en af ​​grundene til, at planetariske udforskningsmissioner har undgået Venus. Den høje temperatur betyder et meget højt tryk på 90 bar (svarende til cirka en kilometer under vandet), hvilket er nok til øjeblikkeligt at knuse de fleste planetariske landere. Det kommer måske ikke som en overraskelse, derefter, at missioner til Venus ikke altid er gået efter planen.

Det meste af den efterforskning, der er foretaget hidtil, blev udført af det daværende Sovjetunionen mellem 1960'erne og 1980'erne. Der er nogle bemærkelsesværdige undtagelser, såsom NASAs Pioneer Venus -mission i 1972 og European Space Agency's Venus Express -mission i 2006.

Den første landing skete i 1970, da Sovjetunionens Venera 7 styrtede ned på grund af faldskærmen smeltede. Men det lykkedes at overføre 20 minutters data tilbage til Jorden. De første overfladebilleder blev taget af Venera 9, efterfulgt af Veneras 10, 13 og 14.

Nedstigningsmissionen

Den første af de to udvalgte NASA -missioner vil blive kendt som Davinci+ (en forkortelse af Deep Atmosphere of Venus Investigations of Noble Gases, Kemi og billeddannelse). Det inkluderer en nedstigningssonde, hvilket betyder, at det vil blive tabt gennem atmosfæren, tager målinger som det går. Nedstigningen har tre faser, hvor den første undersøgte hele atmosfæren.

Sonden vil se nærmere på atmosfærens sammensætning, giver information om hvert lag, når det falder. Vi ved, at svovlsyre er begrænset til skylag på omkring 50 kilometer op, og vi ved, at atmosfæren er 97 procent kuldioxid. Men at studere sporstoffer kan give oplysninger om, hvordan atmosfæren endte i denne tilstand. Den anden fase vil se på lavere højder for at måle vejregenskaber som vindhastighed, temperatur og tryk i detaljer.

Det sidste trin tager overfladebilleder i høj opløsning. Selvom dette er meget almindeligt for Mars, det har altid været en udfordring på Venus. Det tykke skylag betyder, at synligt lys reflekteres, så at observere fra Jorden eller fra kredsløb er ikke praktisk. De intense overfladeforhold betyder også, at rovers er upraktiske. Et forslag har været en ballonmission.

Vi har et billede med lav opløsning af Venus 'overflade, takket være NASA's Magellan -mission i 1990, som kortlagde overfladen ved hjælp af radar. Davinci -sonden vil tage overfladebilleder ved hjælp af infrarødt lys under nedstigningen. Disse billeder giver ikke kun bedre planlægning af fremtidige missioner, men hjælper også forskere med at undersøge, hvordan overfladen dannede sig.

Kortlægning af overfladen

Den anden mission kaldes Veritas, kort for Venus emissivitet, Radiovidenskab, InSAR, Topografi og spektroskopi. Dette vil være en mere standard planetarisk mission. Orbiteren vil bære to instrumenter om bord til at kortlægge overfladen, supplere de detaljerede infrarøde observationer fra Davinci.

Den første af disse er et kamera, der observerer i en række bølgelængder. Det kan se gennem de venusianske skyer, at undersøge atmosfærens og jordens sammensætning. Denne opgave er meget vanskelig, da overfladetemperaturen får det reflekterede lys til at have et meget bredt område af bølgelængder. Veritas vil kompensere for dette ved hjælp af teknikker, der ofte bruges til at studere atmosfærer på eksoplaneter.

Bølgelængdekameraet vil også lede efter tegn på vanddamp. Venus Express -missionen viste, at hovedelementerne, der undslipper den venusianske atmosfære, er brint og ilt, så hvis der er vand, vil det være i små mængder, eller dybt under overfladen.

Det andet instrument er en radar og udnytter en teknik, der bruges i vid udstrækning på jordobservationssatellitter. En meget stor aktiv radiomodtager - vigtig for billeder i høj opløsning - simuleres ved hjælp af radioimpulser peget i forskellige vinkler foran rumfartøjet. Radarbillederne i høj opløsning vil skabe et mere detaljeret kort for at undersøge Venus 'overfladeudvikling, samt bestemme, om der er nogen tektonisk eller vulkansk aktivitet.

Disse missioner kunne også tilføje beviser til en teori om, at den venusianske overflade fuldstændigt smeltede og reformerede for 500 millioner år siden. Dette kom til at forklare manglen på meteoritpåvirkninger på overfladen, men hidtil er der ikke fundet beviser for et vulkansk lavalag, som ville skyldes en sådan genopståelse.

Det er spændende, at NASA har vendt sit planetariske missionssyn mod Venus. For enhver spirende astronaut er jeg bange for, at chancen for at sende et menneske derhen snart ikke er eksisterende. Men, de oplysninger, der kan opnås fra Jordens stort set glemte søster, vil have meget stor værdi for at forstå vores verden.

Ian Whittaker er universitetslektor i fysik ved Nottingham Trent University i Nottingham, England.

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons -licens. Du kan finde original artikel her.