NASAs DAVINCI-mission for at tage springet gennem Venus' massive atmosfære

I en artikel for nylig offentliggjort i The Planetary Science Journal , giver NASA-videnskabsmænd og ingeniører nye detaljer om agenturets Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) mission, som vil gå ned gennem den lagdelte Venus-atmosfære til planetens overflade i midten af ​​2031. DAVINCI er den første mission til at studere Venus ved at bruge både rumfartøjer forbiflyvninger og en nedstigningssonde.

DAVINCI, et flyvende analytisk kemilaboratorium, vil for første gang måle kritiske aspekter af Venus' massive atmosfære-klimasystem, hvoraf mange har været målemål for Venus siden begyndelsen af ​​1980'erne. Det vil også give den første nedstigningsbillede af Venus' bjergrige højland, mens den kortlægger deres klippesammensætning og overfladerelief i skalaer, der ikke er mulige fra kredsløb. Missionen understøtter målinger af uopdagede gasser, der er til stede i små mængder og den dybeste atmosfære, inklusive nøgleforholdet mellem brintisotoper - komponenter af vand, der hjælper med at afsløre vandets historie, enten som flydende vandhave eller damp i den tidlige atmosfære.

Missionens bærer-, relæ- og billedrumfartøj (CRIS) har to instrumenter ombord, der vil studere planetens skyer og kortlægge dens højlandsområder under forbiflyvninger af Venus og vil også slippe en lille nedstigningssonde med fem instrumenter, der vil give en blanding af nye målinger kl. meget høj præcision under sin nedstigning til den helvedes Venus overflade.

"Dette ensemble af kemi-, miljø- og afstamningsbilleddata vil male et billede af den lagdelte Venus-atmosfære, og hvordan den interagerer med overfladen i bjergene i Alpha Regio, som er dobbelt så stor som Texas," sagde Jim Garvin, hovedforfatter. af papiret i Planetary Science Journal og DAVINCI hovedefterforsker fra NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Disse målinger vil give os mulighed for at evaluere historiske aspekter af atmosfæren samt opdage specielle stentyper ved overfladen såsom granitter, mens vi også leder efter afslørende landskabstræk, der kan fortælle os om erosion eller andre formationsprocesser."

DAVINCI vil gøre brug af tre Venus gravity assists, som sparer brændstof ved at bruge planetens tyngdekraft til at ændre hastigheden og/eller retningen af ​​CRIS flyvesystemet. De første to tyngdekraftsassistancer vil sætte CRIS op til en Venus forbiflyvning til at udføre fjernmåling i det ultraviolette og det nære infrarøde lys, og indsamle over 60 gigabit nye data om atmosfæren og overfladen. Den tredje Venus-tyngdekraftsassistance vil sætte rumfartøjet op til at frigive sonden til indstigning, nedstigning, videnskab og touchdown, plus efterfølgende transmission til Jorden.

Den første forbiflyvning af Venus vil være seks og en halv måned efter opsendelsen, og det vil tage to år at få sonden på plads, så den kan trænge ind i atmosfæren over Alpha Regio under ideel belysning ved "høj middag" med det formål at måle landskaberne i Venus på skalaer fra 328 fod (100 meter) ned til finere end en meter. Sådanne skalaer muliggør geologiske undersøgelser i landerstil i Venus-bjergene uden at kræve landing.

Når først CRIS-systemet er omkring to dage væk fra Venus, vil sondeflyvesystemet blive frigivet sammen med sonden af ​​titanium tre fod (en meter) i diameter sikkert indkapslet indeni. Sonden vil begynde at interagere med Venus øvre atmosfære omkring 75 miles (120 kilometer) over overfladen. Den videnskabelige sonde vil påbegynde videnskabelige observationer efter at have kastet sit varmeskjold omkring 42 miles (67 kilometer) over overfladen. Med varmeskjoldet afgivet, vil sondens indløb indtage atmosfæriske gasprøver til detaljerede kemimålinger af den slags, der er blevet foretaget på Mars med Curiosity-roveren. Under sin timelange nedstigning til overfladen vil sonden også optage hundredvis af billeder, så snart den kommer frem under skyerne omkring 100.000 fod (30.500 meter) over den lokale overflade.

"Sonden vil lande i Alpha Regio-bjergene, men er ikke forpligtet til at operere, når den først lander, da alle de nødvendige videnskabelige data vil blive taget, før den når overfladen," sagde Stephanie Getty, vicechef efterforsker fra Goddard. "Hvis vi overlever landingen med omkring 25 miles i timen (12 meter/sekund), kan vi have op til 17-18 minutters operationer på overfladen under ideelle forhold."

DAVINCI er foreløbigt planlagt til at lancere juni 2029 og gå ind i den venusiske atmosfære i juni 2031.

"Ingen tidligere mission i Venus-atmosfæren har målt kemien eller miljøerne i den detalje, som DAVINCI's sonde kan udføre," sagde Garvin. "Desuden er ingen tidligere Venus-mission gået ned over Venus' tesserae-højland, og ingen har foretaget nedstigningsbilleder af Venus-overfladen. DAVINCI vil bygge videre på, hvad Huygens-sonden gjorde ved Titan og forbedre på, hvad tidligere in situ Venus-missioner har gjort, men med det 21. århundredes kapaciteter og sensorer." + Udforsk yderligere

Mød VMS:Kemilaboratoriet på størrelse med dokumentmappe på vej til Venus