Ny facilitet til at simulere forhold på Venus

Den tyske rumfartsorganisation (DLR) har åbnet en ny simuleringsfacilitet på sit Planetary Spectroscopy Laboratory (PSL) i Berlin. Anlægget kan hjælpe forskere med bedre at forstå overfladen af ​​Venus, der er gemt bag planetens tætte atmosfære.

Som en del af PSL, det nyåbnede anlæg er placeret i et temperaturstyret rum i Institut for Planetforskning i Berlin. Det gør det muligt for planetariske forskere at analysere stenprøver svarende til dem på den varme overflade af Venus ved temperaturer op til 1, 830 grader Fahrenheit (1, 000 grader Celsius).

At studere overfladen af ​​Venus er en udfordring for rum- og jordbaserede observatorier på grund af en tyk atmosfære af primært kuldioxid og skyer af svovlsyre, der omgiver planeten. For at undgå denne hindring, forskere gør brug af de såkaldte "spektralvinduer" i atmosfæren, der er gennemsigtige for visse bølgelængder af infrarødt lys til at indsamle data på overfladen eksternt.

PSL's anlæg kunne være nyttigt i sådanne undersøgelser, da det giver mulighed for at analysere spektroskopiske emissioner fra analoge klipper på tværs af temperaturintervallet fundet på Venus og ved alle kendte atmosfæriske vinduer på planeten.

"For Venus, det var almindeligt accepteret, at kompositionsdata kun kunne opnås ved landemissioner, fordi Venus' permanente skydække forbyder observation af overfladen med traditionelle billeddannelsesteknikker over det meste af det synlige spektralområde. Tilfældigvis, Venus' kuldioxidatmosfære er faktisk delvist gennemsigtig i små spektralvinduer tæt på en millimeter. Disse vinduer er blevet brugt til at opnå begrænsede spektre af Venus' overflade af jordobservatører, under en forbiflyvning af Galileo-missionen ved Jupiter, og fra VMC- og VIRTIS-instrumenterne på ESA Venus Express-rumfartøjet, " Jörn Helbert fra PSL, der ledede udviklingen af ​​det nye anlæg, fortalte Astrowatch.net.

Det nybyggede kammer kunne være afgørende for at fortolke data indsamlet af teleskoper på jorden og i rummet, da det giver laboratoriebaserede målinger, der er nødvendige for at validere resultaterne. Helbert bemærkede, at enhver fortolkning i form af mineralogi af synlige og nær-infrarøde spektroskopidata fra orbitere kræver spektralbiblioteker erhvervet under forhold, der matcher dem på overfladerne, der undersøges.

"Der er gjort mange anstrengelser siden landingen af ​​Venera 9 og 10 i 1975 for at opnå optiske spektre af Venus analoge materialer ved relevante temperaturer. PSL tog denne udfordring op, bygger på næsten ti års erfaring inden for højtemperaturemissionsspektroskopi i det mellem-infrarøde. Efter flere års udvikling og omfattende test, PSL er nu i rutinedrift for Venus-analoge emissivitetsmålinger fra 0,7 til 1,5 mikrometer over hele Venus overfladetemperaturområde, " sagde Helbert.

Venus-anlægget bruger avancerede detektorer og elektronik, samt innovative keramiske kabinetter til at blokere baggrundsstråling, der kan overdøve de spektrale signaler fra prøver ved høje temperaturer. Kammeret gjorde det muligt for forskerne at starte en database med Venus analoge spektre, herunder målinger af sten- og mineralprøver, der dækker en række fra felsiske til mafiske sten- og mineralprøver.

De relativt gennemsigtige nær-infrarøde vinduer i Venus' tætte kuldioxid-rige atmosfære (ca. 0,86, 0,91, 1,02, 1.11, og 1,18 mikrometer) muliggør natlig orbital billeddannelse af lys udsendt af overfladen. Disse seks bånd kan tillade mineralidentifikation på en måde svarende til Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars (CRISM) instrument ombord på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter (11 kanaler).

"Vi kan demonstrere, at med et orbitalt instrument kan basaltspektre let skelnes fra basaltiske andesitter, andesitter, og rhyolit eller granit. Så vi kan tage fat på spørgsmålet om, hvorvidt de ældste landformer på Venus kaldet tesserae faktisk er sammenlignelige med Jordens kontinenter, " bemærkede Helbert.

Han tilføjede, at samtidig overfladeforvitring ved oxidation kan påvises fra flere båndforhold. For eksempel, hæmatit er let at skelne fra magnetit og pyrit fra 0,99 til 1,02 mikrometer.

"Dette giver et indblik i samspillet mellem overfladen og atmosfæren og især dens variation med højden, " sagde Helbert.

Alt i alt, det betyder, at forskerne endelig kunne få et globalt mineralogisk kort over Venus fra kredsløb, hvor de nu kun har information fra meget få landingssteder. Det her, ifølge Helbert, ville åbne et helt nyt kapitel af Venus-udforskning.

Metoderne og teknologierne udviklet til Venus-anlægget forbedrede også PSL's overordnede muligheder. Laboratoriet er i øjeblikket den eneste spektroskopiske infrastruktur i verden, der giver mulighed for at måle emissiviteten af ​​pulvermaterialer, i luft eller i vakuum, fra lave til meget høje temperaturer, over et udvidet spektralområde fra ultraviolet til langt infrarødt.