NASA for at udforske den divergerende skæbne for Jordens mystiske tvilling med Goddards DAVINCI+

Selvom Jorden og Venus er ens i størrelse og placering, de er meget forskellige verdener i dag. Mens Jorden har oceaner af vand og rigeligt liv, Venus er tør og voldsomt ugæstfri. Selvom det er noget tættere på solen - omkring 70 procent af Jordens afstand - er Venus meget varmere, med temperaturer ved overfladen høje nok til at smelte bly. Det brændte landskab er sløret af svovlsyreskyer, og det er kvælet af en tyk atmosfære af for det meste kuldioxid ved over 90 gange trykket af Jordens, hvilket får luften til at opføre sig mere som en væske end en gas nær dens overflade.

Imidlertid, videnskabsmænd mener, at i en tidligere tid, Venus kan have været mere som Jorden, en verden med vandhave, der potentielt var beboelig for liv, måske i milliarder af år. De antager, at noget forårsagede en "løbsk drivhuseffekt" i Venus' atmosfære, skruer op for temperaturen og fordamper dens have. NASA's DAVINCI+ mission er sat til at udforske Venus for at afgøre, om den var beboelig og forstå, hvordan disse lignende verdener endte med så forskellige skæbner.

"Venus er en "Rosetta-sten" til at læse rekordbøgerne om klimaændringer, udviklingen af ​​beboelighed, og hvad sker der, når en planet mister en lang periode af overfladehave, " sagde James Garvin, hovedefterforsker for DAVINCI+ ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Men Venus er 'hård', da ethvert spor er skjult bag forhænget af en massiv uigennemsigtig atmosfære med ugæstfrie forhold for overfladeudforskning, så vi skal være kloge og bringe vores bedste 'videnskabelige værktøjer' til Venus på innovative måder med missioner som DAVINCI+. Det er derfor, vi opkaldte vores mission "DAVINCI+" efter Leonardo da Vincis inspirerede og visionære renæssancetænkning, der gik ud over videnskaben for at forbinde til teknik, teknologi, og endda kunst."

Den videnskabelige virkning af DAVINCI+ vil nå selv ud over solsystemet til Venus-lignende planeter, der kredser om andre stjerner (exoplaneter), som forventes at være almindelige og vil repræsentere vigtige mål for NASAs kommende James Webb-rumteleskop. Men disse planeter kan være svære at fortolke, især hvis de er indhyllet i tykke Venus-lignende skyer.

"Venus er 'exoplaneten i vores baghave', der kan hjælpe os med at forstå disse fjerne analoge verdener ved at give jordsandhed for at forbedre de computermodeller, vi vil bruge til at fortolke exo-Venus-planeter, " sagde Giada Arney, stedfortrædende hovedefterforsker for DAVINCI+ hos NASA Goddard. "Men der er så meget om Venus, som vi stadig ikke forstår, og det er her, DAVINCI+ kommer ind i billedet. Spændende, hvis Venus var beboelig i fortiden, nogle exo-Venus planeter kan også være beboelige! Så DAVINCI+'s undersøgelse af udviklingen af ​​Venus kan hjælpe os til bedre at forstå, hvordan beboelige verdener er fordelt andre steder i universet, og hvordan beboelige planeter udvikler sig over tid i generel forstand."

Missionen, Deep Atmosphere Venus Undersøgelse af ædelgasser, Kemi, og Imaging Plus, vil bestå af et rumfartøj og en sonde. Rumfartøjet vil spore skyernes bevægelser og kortlægge overfladesammensætning ved at måle varmeemission fra Venus' overflade, der undslipper til rummet gennem den massive atmosfære. Sonden vil gå ned gennem atmosfæren, prøvetagning af dets kemi såvel som temperaturen, tryk, og vinde. Sonden vil også tage de første billeder i høj opløsning af Alpha Regio, et gammelt højland dobbelt så stort som Texas med forrevne bjerge, leder efter beviser for, at tidligere skorpevand påvirkede overfladematerialer.

Lanceringen er målrettet til FY2030 med to forbiflyvninger af Venus før sondens nedstigning. Flybyerne er den indledende fase af fjernmålingsmissionen for at studere den atmosfæriske cirkulation og kortlægge overfladesammensætningen. Cirka to år senere, sonden vil blive frigivet for at udføre sin undersøgelse af atmosfæren under en nedstigning, der vil vare omkring en time før landing ved Alpha Regio.

"Det næste trin i Venus-udforskningen kræver en dygtig instrumentnyttelast, der kan anvende moderne kapaciteter til at producere definitive datasæt, der transformerer vores forståelse af vores planetariske kvarter, " sagde Stephanie Getty, stedfortrædende hovedefterforsker for DAVINCI+ hos NASA Goddard. "DAVINCI+ tager bevist instrumentering til de mest innovative videnskabelige problemer i Venus i dag, og vi er glade for at tage et energisk videnskabsfællesskab med på vores rejse, mens vi leverer kemikaliet, geologisk, og atmosfæriske dynamikdatasæt, der vil generere de næste store opdagelser – og næste store spørgsmål – om Venus og Venus-lignende verdener."

Sonden vil indeholde fire instrumenter. To af dem - Venus Massespektrometer (VMS) og Venus Tunable Laser Spectrometer (VTLS) - vil foretage den første komplette sammensætningsundersøgelse af hele tværsnittet af Venus' atmosfæriske gasser, søger efter ledetråde til hvordan, hvornår, og hvorfor Venus' klima kan have ændret sig så dramatisk. Det tredje instrument, Venus Atmospheric Structure Investigation (VASI), vil måle trykket, temperatur, og snor sig fra omkring 43,5 miles (70 kilometer) i højden til overfladen med 10 gange højere opløsning (eller mere) end nogen tidligere Venus-sonde. Efter at sonden falder under det tykke skylag, Venus Descent Imager (VenDI) instrumentet vil tage hundredvis af nær-infrarøde billeder af Alpha Regio højlandet, som teamet vil bruge til at lave kort over topografi og komposition. Disse billeder vil vise landskaber, der er unikke for Venus i de høje opløsninger, der er typiske for landere (nær overfladen).

Rumfartøjet vil have ét instrument, en suite af fire kameraer kaldet VISOR (Venus Imaging System fra Orbit for Reconnaissance). Et kamera vil være følsomt over for ultraviolet lys for at spore skybevægelser i atmosfæren. Derudover en suite på tre kameraer, der er følsomme over for nær-infrarødt lys, vil være i stand til at identificere overfladesammensætning på regionale skalaer ved at analysere nær-infrarød varmeemission fra overfladen, når rumfartøjet er over natsiden af ​​Venus. Da stensammensætningen kan påvirkes af vand, disse billeder vil give fingerpeg om, hvordan gamle oceaner kan have formet skorpen på Venus. Kamerapakken vil give de første kompositoriske kort over Ishtar Terra, det høje breddegrad "kontinent" på Venus med en rækkevidde i højden på op til 6,8 miles (11 kilometer). Ishtar kan være den sidste manifestation af en slags pladetektonik på Venus, der lukkede af, da havene forsvandt for omkring en milliard år siden.

NASA Goddard er den primære efterforsker institution og vil udføre projektledelse for missionen, samt projektsystemteknik til at udvikle sondeflyvesystemet. Goddard vil bygge VMS-instrumentet i samarbejde med University of Michigan, og VASI-instrumentets sensorsystemer. Goddard leder også projektets videnskabelige supportteam.

Større partnere er Lockheed Martin, Denver, Colorado, hvem vil bygge aeroshell og backshell (indgangs- og nedstigningssystemet) for at transportere sonden ind i atmosfæren og give faldskærmene til at placere den i den rigtige nedstigningsbane, såvel som sondebærer-rumfartøjet, flyby-telesystemet til sonden, flyby-videnskabsplatformen til VISOR-kamerapakken, og bæreren/orbital-rumfartøjet. Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland vil levere den tovejs Frontier-radio, som missionen vil bruge til kommunikation mellem sonden og rumfartøjet, samt videnskabelig ledelse af VASI-elementet. NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, vil levere VTLS-instrumentet. Malin Space Science Systems, San Diego, Californien, vil levere kameraerne, herunder VenDI nedstigningskameraet og orbital/flyby VISOR suiten. NASAs Langley Research Center, Hampton, Virginia, vil yde støtte til indstigningssystemer, og NASA's Ames Research Center på Moffett Federal Airfield i Californiens Silicon Valley vil samarbejde om det termiske beskyttelsessystem og målesystemer til indgangssystemer. KinetX, Inc., Tempe, Arizona, vil understøtte flyvedynamik og baneudvikling med Goddard og Lockheed Martin.

Discovery-Program-klasse missioner som DAVINCI+ komplementerer NASAs større "flagskib" planetariske videnskabsudforskninger, med det mål at opnå fremragende resultater ved at lancere flere mindre missioner ved brug af færre ressourcer og kortere udviklingstider. De administreres for NASA's Planetary Science Division af Planetary Missions Program Office på Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama. Missionerne er designet og ledet af en hovedefterforsker, som samler et hold af videnskabsmænd og ingeniører for at løse centrale videnskabelige spørgsmål om solsystemet.