W niedawno opublikowanym artykule naukowcy i inżynierowie NASA podają nowe szczegóły dotyczące misji agencji Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry and Imaging (DAVINCI), która zejdzie przez warstwową atmosferę Wenus na powierzchnię planety w połowie 2031. DAVINCI to pierwsza misja badająca Wenus przy użyciu zarówno przelotu statku kosmicznego, jak i sondy opadającej.
DAVINCI, latające laboratorium chemii analitycznej, po raz pierwszy zmierzy krytyczne aspekty masywnego układu atmosfera-klimat na Wenus, z których wiele stanowiło cele pomiarowe Wenus od wczesnych lat 80-tych. Zapewni również pierwsze zobrazowanie opadania górzystych wyżyn Wenus, jednocześnie odwzorowując ich skład skalny i rzeźbę powierzchni w skalach niemożliwych do uzyskania z orbity. Misja wspiera pomiary nieodkrytych gazów obecnych w niewielkich ilościach i najgłębszej atmosferze, w tym kluczowego stosunku izotopów wodoru – składników wody, które pomagają ujawnić historię wody, zarówno jako płynne oceany wodne, jak i para we wczesnej atmosferze.
Statek kosmiczny nośny, przekaźnikowy i obrazujący (CRIS) misji ma dwa instrumenty pokładowe, które będą badać chmury planety i mapować jej obszary górskie podczas przelotów obok Wenus, a także zrzucą małą sondę schodzącą z pięcioma instrumentami, które zapewnią mieszankę nowych pomiarów na bardzo wysoka precyzja podczas schodzenia na piekielną powierzchnię Wenus.
„Ten zestaw danych chemicznych, środowiskowych i obrazowania opadania namaluje obraz warstwowej atmosfery Wenus i jej interakcji z powierzchnią w górach Alpha Regio, która jest dwa razy większa od Teksasu” – powiedział Jim Garvin, główny autor. artykułu w Planetary Science Journal i główny badacz DAVINCI z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt, Maryland. „Te pomiary pozwolą nam ocenić historyczne aspekty atmosfery, a także wykryć specjalne rodzaje skał na powierzchni, takie jak granity, a także szukać charakterystycznych cech krajobrazu, które mogłyby nam powiedzieć o erozji lub innych procesach formacyjnych”.
DAVINCI wykorzysta trzy asysty grawitacyjne Wenus, które oszczędzają paliwo, wykorzystując grawitację planety do zmiany prędkości i/lub kierunku systemu lotu CRIS. Pierwsze dwie asysty grawitacyjne przygotują CRIS do przelotu obok Wenus, aby przeprowadzić teledetekcję w ultrafiolecie i bliskiej podczerwieni, pozyskując ponad 60 gigabitów nowych danych o atmosferze i powierzchni. Trzeci asysta grawitacyjna Wenus ustawi statek kosmiczny, aby wypuścił sondę w celu wejścia, zejścia, nauki i lądowania, a także dalszą transmisję na Ziemię.
Pierwszy przelot obok Wenus nastąpi sześć i pół miesiąca po wystrzeleniu, a ustawienie sondy w pozycji umożliwiającej wejście w atmosferę nad Alpha Regio przy idealnym oświetleniu w „w samo południe” zajmie dwa lata, w celu zmierzenia krajobrazów Wenus w skali od 328 stóp (100 metrów) do mniejszej niż jeden metr. Takie łuski umożliwiają prowadzenie badań geologicznych w stylu lądownika w górach Wenus bez konieczności lądowania.
Gdy system CRIS znajdzie się około dwóch dni od Wenus, system lotu sondy zostanie uwolniony wraz z tytanową sondą o średnicy trzech stóp (jeden metr) bezpiecznie zamkniętą w środku. Sonda zacznie oddziaływać z górną atmosferą Wenus około 75 mil (120 kilometrów) nad powierzchnią. Sonda naukowa rozpocznie obserwacje naukowe po zrzuceniu osłony termicznej około 67 kilometrów nad powierzchnią. Po odrzuceniu osłony termicznej wloty sondy będą pobierać próbki gazu atmosferycznego do szczegółowych pomiarów chemicznych tego rodzaju, jakie wykonano na Marsie za pomocą łazika Curiosity. Podczas godzinnego schodzenia na powierzchnię sonda zdobędzie również setki zdjęć, gdy tylko wyjdzie pod chmury na około 100 000 stóp (30 500 metrów) nad lokalną powierzchnią.
„Sonda wyląduje w górach Alpha Regio, ale nie jest wymagana do działania po wylądowaniu, ponieważ wszystkie wymagane dane naukowe zostaną zebrane przed dotarciem na powierzchnię”. powiedziała Stephanie Getty, zastępca głównego badacza z Goddard. „Jeśli przeżyjemy lądowanie z prędkością około 25 mil na godzinę (12 metrów na sekundę), moglibyśmy mieć do 17-18 minut operacji na powierzchni w idealnych warunkach”.
DAVINCI ma wystartować w czerwcu 2029 i wejść w atmosferę Wenus w czerwcu 2031.
„Żadna poprzednia misja w atmosferze Wenus nie zmierzyła chemii ani środowiska w szczegółach, które może zrobić sonda DAVINCI” – powiedział Garvin. „Ponadto żadna poprzednia misja Wenus nie zeszła na wyżyny Tessera i żadna nie przeprowadziła obrazowania opadania powierzchni Wenus. z możliwościami i czujnikami XXI wieku.”
NASA Goddard jest główną instytucją badawczą dla DAVINCI i będzie zarządzała projektem dla misji, dostarczy instrumenty naukowe, a także inżynierię systemów projektowych w celu opracowania systemu lotu sondy. Goddard kieruje również zespołem wsparcia naukowego projektu wraz z zewnętrznym zespołem naukowym z całych Stanów Zjednoczonych. Misje klasy Discovery Program, takie jak DAVINCI, uzupełniają większe „flagowe” eksploracje planetarne NASA, których celem jest osiągnięcie wybitnych wyników poprzez uruchomienie większej liczby mniejszych misji przy użyciu mniejszej ilości zasobów i krótszych czasów opracowywania. Są one zarządzane dla Wydziału Nauk Planetarnych NASA przez Biuro Programu Misji Planetarnych w Marshall Space Flight Center w Huntsville w stanie Alabama.
Głównymi partnerami DAVINCI są Lockheed Martin, Denver, Kolorado, Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w Laurel, Maryland, Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA, Pasadena, Kalifornia, Malin Space Science Systems, San Diego, Kalifornia, Langley Research Center NASA, Hampton, Virginia, NASA Ames Research Center na Moffett Federal Airfield w Dolinie Krzemowej w Kalifornii oraz KinetX, Inc., Tempe, Arizona, a także University of Michigan w Ann Arbor.