NASA’s DAVINCI-ruimtesonde duikt in de helse atmosfeer van Venus

afgelopen jaar, NASA is geselecteerd De DAVINCI’S MISSIE Als onderdeel van haar Discovery-programma. Het zal de oorsprong, ontwikkeling en toestand onderzoeken[{” attribute=””>Venus in unparalleled detail from near the top of the clouds to the planet’s surface. Venus, the hottest planet in the solar system, has a thick, toxic atmosphere filled with carbon dioxide and an incredible pressure of pressure is 1,350 psi (93 bar) at the surface.

Named after visionary Renaissance artist and scientist Leonardo da Vinci, the DAVINCI mission Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging will be the first probe to enter the Venus atmosphere since NASA’s Pioneer Venus in 1978 and USSR’s Vega in 1985. It is scheduled to launch in the late 2020s.

Now, in a recently published paper, NASA scientists and engineers give new details about the agency’s Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) mission, which will descend through the layered Venus atmosphere to the surface of the planet in mid-2031. DAVINCI is the first mission to study Venus using both spacecraft flybys and a descent probe.

DAVINCI, a flying analytical chemistry laboratory, will measure critical aspects of Venus’ massive atmosphere-climate system for the first time, many of which have been measurement goals for Venus since the early 1980s. It will also provide the first descent imaging of the mountainous highlands of Venus while mapping their rock composition and surface relief at scales not possible from orbit. The mission supports measurements of undiscovered gases present in small amounts and the deepest atmosphere, including the key ratio of hydrogen isotopes – components of water that help reveal the history of water, either as liquid water oceans or steam within the early atmosphere.

NASA heeft de DAVINCI+-missie (Deep Atmosphere Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging+) gekozen als onderdeel van haar ontdekkingsprogramma, en het zal de eerste sonde zijn die de atmosfeer van Venus binnengaat sinds NASA’s Venus-astronaut in 1978 en USSR Vega in 1985 Noem de missie van DAVINCI+ voor de Renaissance-kunstenaar en geleerde, Leonardo da Vinci, om technologieën van de 21e eeuw naar de volgende wereld te brengen. DAVINCI+ kan onthullen of de zusterplaneet van de aarde veel lijkt op de tweelingbroer van de aarde in een ver verleden, mogelijk gastvrij met oceanen en continenten. Krediet: NASA’s Goddard Space Flight Center

Het ruimtevaartuig Carrier, Relay en Imaging (CRIS) van de missie heeft twee instrumenten aan boord die de wolken van de planeet zullen bestuderen en hooglandgebieden in kaart zullen brengen terwijl Venus voorbij vliegt, en het zal ook een kleine lander met vijf instrumenten laten vallen die een verscheidenheid aan nieuwe metingen met extreem hoge nauwkeurigheid als het afdaalt naar het oppervlak van de helse Venus.

“Deze reeks chemische, milieu- en afstammingsgegevens zal een beeld schetsen van de atmosfeerlagen van Venus en hoe ze omgaan met het oppervlak in het Alpha Reggio-gebergte, dat twee keer zo groot is als Texas”, zegt hoofdauteur Jim Garvin. Uit het onderzoeksartikel in de Journal of Planetary Science en de DAVINCI Principal Investigator van NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. “Met deze metingen kunnen we historische aspecten van de atmosfeer beoordelen en speciale gesteenten aan het oppervlak detecteren, zoals graniet, terwijl we ook zoeken naar landschapskenmerken die ons kunnen vertellen over erosie of andere vormende processen.”

DAVINCI zal een sonde sturen met een diameter van één meter om de hoge temperaturen en drukken nabij het oppervlak van Venus te weerstaan ​​om de atmosfeer te verkennen van boven de wolken tot nabij het oppervlak van terrein dat mogelijk een voormalig continent was. Tijdens zijn laatste kilometers vrije val (hier een impressie van de kunstenaar) zal de sonde voor het eerst verbluffende beelden en chemische metingen van de diepste atmosfeer op Venus vastleggen. Krediet: NASA/GSFC/CI Labs

DAVINCI zal drie soorten zwaartekrachthulpmiddelen van Venus gebruiken, die brandstof leveren door de zwaartekracht van de planeet te gebruiken om de snelheid en/of richting van het CRIS-vliegsysteem te veranderen. De eerste twee zwaartekrachtassistenten zullen CRIS helpen voorbereiden op een Venus-flyby om remote sensing uit te voeren in het ultraviolet en nabij-infrarood, waarbij meer dan 60 gigabyte aan nieuwe gegevens over de atmosfeer en het oppervlak worden verkregen. De derde zwaartekrachthulp van Venus zal het ruimtevaartuig voor het lanceren van de sonde creëren voor binnenkomst, afdaling, vlag en landing, evenals een vervolgovergang naar de aarde.

De eerste vlucht van Venus zal zes en een halve maand na de lancering plaatsvinden, en het zal twee jaar duren om de sonde in positie te brengen om de atmosfeer boven Alpha Regio opnieuw binnen te gaan onder perfecte verlichting om ’s middags’, met als doel het meten van de landschap van Venus op schalen van 328 voet (100 meter) tot fijner dan een meter. Met deze meters kunnen geologische studies in lander-stijl worden uitgevoerd in het Venusgebergte zonder dat een landing nodig is.

De DAVINCI Deep Atmosphere Probe daalt af door de dichte koolstofdioxide-atmosfeer van Venus in de richting van de Alpha Regio Mountains. Krediet: NASA’s Goddard Space Flight Center

Zodra CRIS ongeveer twee dagen verwijderd is van Venus, zal het vluchtsysteem van de sonde gelanceerd worden samen met de één meter lange titanium sonde die veilig binnenin is ingekapseld. De sonde zal beginnen te interageren met de bovenste atmosfeer van Venus, 120 kilometer boven het oppervlak. De wetenschappelijke sonde begint met wetenschappelijke waarnemingen nadat het hitteschild ongeveer 67 kilometer boven het oppervlak is verwijderd. Met het hitteschild verwijderd, zouden de inlaten van de sonde monsters van atmosferisch gas inslikken voor gedetailleerde chemische metingen zoals die werden gedaan op[{” attribute=””>Mars with the Curiosity rover. During its hour-long descent to the surface, the probe will also acquire hundreds of images as soon as it emerges under the clouds at around 100,000 feet (30,500 meters) above the local surface.

“The probe will touch-down in the Alpha Regio mountains but is not required to operate once it lands, as all of the required science data will be taken before reaching the surface.” said Stephanie Getty, deputy principal investigator from Goddard. “If we survive the touchdown at about 25 miles per hour (12 meters/second), we could have up to 17-18 minutes of operations on the surface under ideal conditions.”

DAVINCI is tentatively scheduled to launch June 2029 and enter the Venusian atmosphere in June 2031.

“No previous mission within the Venus atmosphere has measured the chemistry or environments at the detail that DAVINCI’s probe can do,” said Garvin. “Furthermore, no previous Venus mission has descended over the tesserae highlands of Venus, and none have conducted descent imaging of the Venus surface. DAVINCI will build on what Huygens probe did at Titan and improve on what previous in situ Venus missions have done, but with 21^st century capabilities and sensors.”

Reference: “Revealing the Mysteries of Venus: The DAVINCI Mission” by James B. Garvin, Stephanie A. Getty, Giada N. Arney, Natasha M. Johnson, Erika Kohler, Kenneth O. Schwer, Michael Sekerak, Arlin Bartels, Richard S. Saylor, Vincent E. Elliott, 24 May 2022, The Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/ac63c2

NASA Goddard is the principal investigator institution for DAVINCI and will perform project management for the mission, provide science instruments as well as project systems engineering to develop the probe flight system. Goddard also leads the project science support team with an external science team from across the US. Discovery Program class missions like DAVINCI complement NASA’s larger “flagship” planetary science explorations, with the goal of achieving outstanding results by launching more smaller missions using fewer resources and shorter development times. They are managed for NASA’s Planetary Science Division by the Planetary Missions Program Office at Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.

Major partners for DAVINCI are Lockheed Martin, Denver, Colorado, The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, Malin Space Science Systems, San Diego, California, NASA’s Langley Research Center, Hampton, Virginia, NASA’s Ames Research Center at Moffett Federal Airfield in California’s Silicon Valley, and KinetX, Inc., Tempe, Arizona, as well as the University of Michigan in Ann Arbor.