Seks-bølgelængde spektroskopi kan tilbyde nye detaljer om overfladen af ​​Venus

En trio af papirer giver ny indsigt i sammensætningen og udviklingen af ​​Venus overflade, skjult under dets ætsende, høj temperatur atmosfære. Ved at bruge billeddannelse fra kredsløb ved hjælp af flere bølgelængder - seksbåndsspektroskopi foreslået som en del af VERITAS- og EnVision-missionerne - kan forskere kortlægge jernindholdet på den venusiske overflade og konstruere det første geologiske kort nogensinde.

"Tidligere missioner har kun afbildet én bølgelængde, og brugte 30 år gamle topografiske data til at korrigere spektrene. I øvrigt, de var baseret på teoretiske ideer om, hvordan Venus spektre ser ud, ved meget høje temperaturer. Så de tidligere data har alle været ret kvalitative, " sagde M. Darby Dyar, en seniorforsker ved Planetary Science Institute og forfatter til tre nylige artikler om emnet.

Disse papirer er baseret på nye data fra Planetary Spectroscopy Laboratory ved German Aerospace Center Institute of Planetary Research i Berlin, hvor Dyar arbejder med et team inklusive Jörn Helbert, første forfatter til "At udlede jernindhold fra tidligere og fremtidige Venus-overfladespektre med nye højtemperaturlaboratorie-emissivitetsdata", der vises i dag i Videnskabens fremskridt . Det laboratorium er unikt i verden ved, at det kan erhverve spektre af sten og mineraler ved Venus-forhold. De nye data lægger grunden til de næste planlagte Venus-missioner for endelig at kunne bestemme de forskellige sten der.

Dyar er hovedforfatter på to nylige artikler offentliggjort før dagens Videnskabens fremskridt papir:"Overfladeforvitring på Venus:Begrænsninger fra kinetisk, spektroskopisk, og geokemiske data" i Icarus, hvor PSI Senior Scientist Elizabeth C. Sklute er medforfatter, og "Probing Venus Surface Jernindhold med seks-bånds synlig nær-infrarød spektroskopi fra orbit", der vises i Geofysiske forskningsbreve .

"Vi ved meget lidt om Venus-overfladens geologi. Det lidt, vi ved, kommer fra sovjetiske landere i 1970'erne og fra radardata fra Magellan-missionen, som sluttede i 1996. Indtil for nylig, der var ingen orbitale spektroskopiske data for Venus – som det er almindeligt på andre planeter – fordi Venus er dækket af tykke, CO ₂ skyer. Synligt og nær-infrarødt (VNIR) lys kan ikke trænge igennem disse skyer undtagen i nogle meget små vinduer i NIR omkring en bølgelængde på 1 mikron, " sagde Dyar.

"Men nu har vi erhvervet spektre i vores 'Venus-kammer'. Vi kan prøve disse data for at matche vinduerne i CO ₂ atmosfære, som en orbiter kan have, " sagde Dyar. "Der er fem vinduer, hvori vi kan passe seks spektralbånd - det, der blev brugt af Venus Express plus fem mere. Et spektrometer med seks vinduer, som vi har designet, bliver foreslået som en del af to missioner:den USA-ledede VERITAS-mission og ESA-missionen kaldet EnVision.

"De nye laboratoriedata giver os mulighed for at udvikle maskinlæringsalgoritmer, der kan måle jernindholdet i overfladebjergarter fra kredsløb med høj nøjagtighed. Dette er vigtigt, fordi nøgletyper af magmatiske bjergarter har et særpræget jernindhold, så vi vil være i stand til at skelne basalt, andesit, dacite, og rhyolitter på overfladen. Viden om bjergarter informerer vores forståelse af, hvordan Venus-overfladen udviklede sig, " hun sagde.

"Vores Science Advances-papir 'validerer' i det væsentlige de nye laboratoriedata ved at vise, at de matcher spektre taget på overfladen af ​​de sovjetiske landere i 1970'erne. De giver os også mulighed for at måle jernindholdet i basalterne på to af disse sovjetiske landingssteder. , leverer moderne kemiske data for hidtil ukendte sten," sagde Dyar.

"Det Geofysiske forskningsbreve papir viser mere eksplicit, hvordan vi kan bestemme FeO-indholdet af Venus-overfladeklipper ved blot at bruge informationen i disse seks spektralbånd. Det betyder, at hvis disse missioner bliver udvalgt, vi vil være i stand til at lave et geologisk kort over Venus-overfladen fra kredsløb ved hjælp af FeO-indholdet i klipperne, " sagde Dyar. "Og Icarus-avisen ser på spørgsmålet om nylig vulkanisme på Venus-overfladen og antyder, at i modsætning til tidligere arbejde udført under ikke-Venus-forhold, Venus' overflade ændrer sig overraskende langsomt i sin kaustiske atmosfære. Det betyder, at overfladen ikke vil være dækket af et eneste mineral, som tidligere arbejde har foreslået. Vores papir giver estimater for, hvor hurtigt overfladen vil ændre sig, og igen begrænser Venus overflades alder."