Sonda kosmiczna DAVINCI NASA zanurza się w piekielnej atmosferze Wenus

ostatni rok, NASA została wybrana The MISJA DAVINCI W ramach jej programu Discovery. Zbada pochodzenie, rozwój i stan[{” 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 wybrała misję DAVINCI+ (Deep Atmosphere Investigation of Noble Gases, Chemistry and Imaging+) jako część swojego programu odkrywczego i będzie to pierwsza sonda, która wejdzie w atmosferę Wenus od czasu astronauty NASA Venus w 1978 roku i ZSRR Vega w 1985 roku Wymień misję DAVINCI+ dla renesansowego artysty i uczonego, Leonarda da Vinci, polegającą na wprowadzeniu technologii XXI wieku do następnego świata. DAVINCI+ może ujawnić, czy siostrzana planeta Ziemi przypomina bliźniaczkę Ziemi z odległej przeszłości, prawdopodobnie gościnną z oceanami i kontynentami. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center

Statek kosmiczny Carrier, Relay and Imaging (CRIS) misji ma na pokładzie dwa instrumenty, które będą badać chmury planety i mapować regiony górskie podczas przelotu Wenus, a także zrzucić mały, pięcioinstrumentowy lądownik, który zapewni wiele nowych pomiary z niezwykle wysoką dokładnością, gdy schodzi na powierzchnię piekielnej Wenus.

„Ten zestaw danych chemicznych, środowiskowych i rodowodowych namaluje obraz warstw atmosfery Wenus i ich interakcji z powierzchnią w górach Alpha Reggio, które są dwa razy większe od Teksasu” – powiedział Jim Garvin, główny autor. Z artykułu naukowego w Journal of Planetary Science i głównego badacza DAVINCI z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. „Pomiary te pozwolą nam ocenić historyczne aspekty atmosfery, a także wykryć specjalne typy skał na powierzchni, takie jak granit, jednocześnie szukając cech krajobrazu, które mogłyby nam powiedzieć o erozji lub innych procesach formacyjnych”.

DAVINCI wyśle ​​sondę o średnicy jednego metra, która wytrzyma wysokie temperatury i ciśnienia w pobliżu powierzchni Wenus, aby zbadać atmosferę znad chmur w pobliżu powierzchni terenu, który mógł być dawnym kontynentem. Podczas ostatnich kilometrów swobodnego spadania (pokazano tutaj wrażenie artysty) sonda po raz pierwszy uchwyci oszałamiające obrazy i pomiary chemiczne najgłębszej atmosfery Wenus. Źródło: NASA/GSFC/CI Labs

DAVINCI użyje trzech rodzajów pomocy grawitacyjnych Wenus, które dostarczają paliwo, wykorzystując grawitację planety do zmiany prędkości i/lub kierunku systemu lotu CRIS. Dwaj pierwsi asystenci grawitacyjni pomogą przygotować CRIS do przelotu obok Wenus w celu przeprowadzenia teledetekcji w ultrafiolecie i bliskiej podczerwieni, uzyskując ponad 60 gigabajtów nowych danych o atmosferze i powierzchni. Trzecia asysta grawitacyjna Wenus stworzy statek kosmiczny, który wystrzeli sondę w celu wejścia, zejścia, flagi i lądowania, a także dalszych transmisji z powrotem na Ziemię.

Pierwszy przelot obok Wenus nastąpi sześć i pół miesiąca po wystrzeleniu, a ustawienie sondy na miejsce, w którym ponownie wejdzie w atmosferę nad Alpha Regio przy doskonałym oświetleniu w południe, zajmie dwa lata, w celu zmierzenia krajobraz Wenus w skali od 328 stóp (100 metrów) do drobniejszej niż jeden metr. Wskaźniki te umożliwiają prowadzenie badań geologicznych w stylu lądownika w górach Wenus bez konieczności lądowania.

Sonda głębokiej atmosfery DAVINCI schodzi przez gęstą atmosferę Wenus z dwutlenkiem węgla w kierunku gór Alpha Regio. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center

Gdy CRIS znajdzie się około dwóch dni od Wenus, system lotu sondy wystartuje wraz z trzystopową (jeden metr) sondą tytanową bezpiecznie zamkniętą w środku. Sonda rozpocznie interakcję z górną atmosferą Wenus 75 mil (120 kilometrów) nad powierzchnią. Sonda naukowa rozpocznie obserwacje naukowe po usunięciu osłony termicznej około 67 kilometrów nad powierzchnią. Po zdjęciu osłony termicznej wloty sondy połykałyby próbki gazu atmosferycznego w celu przeprowadzenia szczegółowych pomiarów chemicznych, takich jak[{” 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.