NASA rozważa wysłanie cubesatów w kierunku Wenus

Wenus w zakresie ultrafioletowym. Zdjęcie wykonane przez sondę Pioneer-Venus Orbiter w 1979 roku. Źródło: NASA

Wenus wydaje się całkowicie nijaka i pozbawiona cech charakterystycznym w zakresie promieniowania widzialnego, lecz wystarczy zmienić filtr na ultrafioletowy i nagle bliźniaczka Ziemi wygląda jak zupełnie inna planeta. Ciemne i jasne pasma przecinają glob wskazując, że coś pochłania promieniowanie ultrafioletowe w górnych warstwach chmur skrywających planetę.

Zespół naukowców i inżynierów z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt otrzymał fundusze z programu PSDS3 (Planetary Science Deep Space SmallSat Studies) na opracowanie koncepcji misji cubesat, której celem miałoby być odkrycie natury tego tajemniczego pochłaniacza zalegającego w najwyższych warstwach chmur wenusjańskich.

Zadaniem sondy CUVE (CubeSat UV Experiment) byłoby badanie atmosfery Wenus za pomocą instrumentów czułych na promieniowanie ultrafioletowe oraz nowatorskiego zwierciadła zbudowanego z nanorurek węglowych.

Podobna do Ziemi pod względem rozmiarów Wenus rotuje powolnie w przeciwnym kierunku niż większość planet. Jej gęsta atmosfera złożona w przeważającym stopniu z dwutlenku węgla i chmur złożonych z kropli kwasu siarkowego, przytrzymuje ciepło w procesach cieplarnianych sprawiając, że jest to najgorętsza planeta w Układzie Słonecznym.

Wenus w zakresie widzialnym na zdjęciu wykonanym przez sondę MESSENGER. Źródło: NASA

Choć NASA jak i inne międzynarodowe programy kosmiczne doprowadziły do wysłania licznych misji w kierunku Wenus „prawdziwa natura pochłaniacza UV w górnych warstwach chmur wciąż pozostaje nieznana”, mówi Valeria Cottini, główna badaczka misji CUVE oraz badaczka na University of Maryland kierująca zespołem ekspertów od składu, chemii, dynamiki i transferu promieniowania w atmosferze planety.

Wcześniejsze obserwacje Wenus wskazują, że połowa energii słonecznej jest pochłaniana przez ultrafiolet w górnych warstwach chmur kwasu siarkowego, przez co planeta w tym paśmie wykazuje ciemne i jasne  regiony. Inne długości fali są rozpraszane lub odbijane w przestrzeń kosmiczną co tłumaczy dlaczego glob ten wydaje się pozbawionym jakichkolwiek cech, żółtawobiałym obiektem w zakresie optycznym.

Istnieje wiele teorii tłumaczących powstawanie tych kontrastujących ze sobą pasm – mówi Cottini. Jedna z nich mówi o procesach konwekcji, które wynoszą pochłaniacz z głębi gęstej pokrywy chmur skrywającej powierzchnię planety w jej wyższe warstwy. Lokalne wiatry rozpraszają materię zgodnie z kierunkiem wiatru, co prowadzi do powstania wydłużonych pasm. Naukowcy teoretyzują, że jasne obszary obserwowane w zakresie ultrafioletowym są prawdopodobnie stabilne względem konwekcji i nie zawierają substancji pochłaniającej – w przeciwieństwie do ciemnych.

„Skoro maksimum absorpcji energii słonecznej przez Wenus zachodzi w zakresie ultrafioletowym, określenie natury, stężenia i rozkładu nieznanego pochłaniacza jest kwestią fundamentalną”, mówi Cottini. „To misja z bardzo jasnym celem – idealna do zastosowania cubesatów”i.

Aby dowiedzieć się więcej o substancji odpowiadającej za pochłanianie promieniowania UV, zespół CUVE, w skład którego wchodzą naukowcy z Goddard oraz badacze z University of Maryland i Catholic University wykorzystują efekty pracy specjalistów z Goddard w zakresie budowy zminiaturyzowanych instrumentów. Oprócz wysłania zminiaturyzowanej kamery ultrafioletowej, w celu dodania informacji kontekstowych i uchwycenia kontrastów, na pokładzie CUVE powinien znaleźć się opracowany w Goddard spektrometr do analizowania promieniowania w szerokim zakresie pasma – 190-570 nm – obejmującym ultrafiolet i promieniowanie widzialne.

Jednym z innych nowatorskich zastosowań CUVE może być też wykorzystanie lekkiego teleskopu wyposażonego w zwierciadło wykonane z nanorurek węglowych w żywicy epoksydowej. Jak dotąd nikomu nie udało się stworzyć zwierciadła z tego typu żywicy. Tego typu optyka oferuje kilka zalet: oprócz tego, że jest lekka i bardzo stabilna, jest stosunkowo łatwa do odtworzenia i nie wymaga polerowania.

Zespół planuje dalej opracowywać technologie niezbędne podczas misji i opracowywać wymagania techniczne niezbędne do osiągnięcia orbity biegunowej wokół Wenus. Badacze uważają, że CUVE będzie w stanie dotrzeć do Wenus w ciągu 1.5 roku. Po wejściu na orbitę sonda będzie zbierała dane przez kolejne sześć miesięcy.

Źródło: NASA

  • Major Bień

    Przy okazji ekstremalnej Wenus – https://www.nasa.gov/feature/jpl/a-clockwork-rover-for-venus
    Tam gdzie elektronika zawodzi… mówi się potrzeba matką wynalazków 😉 Nie wiem czy to dobry kierunek, ale interesujące koncepcje na to, jak poradzić sobie z piekielnymi warunkami Wenus.