DAVINCI+ enviará una sonda de un metro de diámetro para desafiar las altas temperaturas y presiones cerca de la superficie de Venus para explorar la atmósfera desde arriba de las nubes hasta cerca de la superficie de un terreno que pudo haber sido un continente pasado.
Durante sus kilómetros finales de descenso en caída libre (que se muestra aquí), la sonda capturará imágenes y mediciones químicas espectaculares de la atmósfera más profunda de Venus por primera vez. Crédito: visualización GSFC de la NASA por CI Labs Michael Lentz y otros
Aunque la Tierra y Venus son similares en tamaño y ubicación, en la actualidad son mundos muy diferentes. Mientras que la Tierra tiene océanos de agua y vida abundante, Venus es seco y ferozmente inhóspito.
Aunque está algo más cerca del Sol, alrededor del 70 por ciento de la distancia de la Tierra, Venus es mucho más caliente, con temperaturas en la superficie lo suficientemente altas como para derretir el plomo. El paisaje quemado está oscurecido por nubes de ácido sulfúrico y está sofocado por una atmósfera espesa de principalmente dióxido de carbono a más de 90 veces la presión de la Tierra, lo que hace que el aire se comporte más como un fluido que como un gas cerca de su superficie.
Sin embargo, los científicos piensan que en una época anterior, Venus pudo haberse parecido más a la Tierra, un mundo con océanos de agua que era potencialmente habitable para la vida, quizás durante miles de millones de años.
Ellos plantean la hipótesis de que algo causó un efecto de “invernadero desbocado” en la atmósfera de Venus, aumentando la temperatura y vaporizando sus océanos. La misión DAVINCI + de la NASA está programada para explorar Venus para determinar si era habitable y comprender cómo estos mundos similares terminaron con destinos tan diferentes.
«Venus es una ‘piedra de Rosetta’ para leer los libros de registro del cambio climático, la evolución de la habitabilidad y lo que sucede cuando un planeta pierde un largo período de superficie oceánica», dijo James Garvin, investigador principal de DAVINCI + en el vuelo espacial Goddard de la NASA, Center en Greenbelt, Maryland.
“Pero Venus es ‘difícil’ ya que cada pista está escondida detrás de la cortina de una atmósfera opaca masiva con condiciones inhóspitas para la exploración de la superficie, por lo que tenemos que ser inteligentes y llevar nuestras mejores ‘herramientas de la ciencia’ a Venus de formas innovadoras con misiones como DAVINCI+.
Es por eso que llamamos a nuestra misión ‘DAVINCI +’ en honor al pensamiento inspirado y visionario del Renacimiento de Leonardo da Vinci que fue más allá de la ciencia para conectarse con la ingeniería, la tecnología e incluso el arte ”.
DAVINCI + utiliza observaciones tanto desde arriba como dentro de la atmósfera planetaria para responder preguntas importantes sobre cómo se formó Venus, cómo evolucionó y posiblemente perdió su habitabilidad (y los océanos superficiales del pasado). Su “movilidad vertical natural” se extiende desde la parte superior de la atmósfera, a través de las nubes y luego a lo largo de la atmósfera profunda hasta justo por encima de la superficie, donde se tomarán imágenes de paisajes montañosos en 3D junto con una química detallada. Crédito: Visualización de la NASA GSFC y CI Labs Michael Lentz y colegas
El impacto científico de DAVINCI + llegará incluso más allá del sistema solar a planetas similares a Venus que orbitan otras estrellas (exoplanetas), que se espera sean comunes y representarán objetivos importantes para el próximo telescopio espacial James Webb de la NASA. P
ero estos planetas pueden ser difíciles de interpretar, especialmente si están envueltos en espesas nubes parecidas a Venus.
«Venus es el ‘exoplaneta en nuestro patio trasero’ que puede ayudarnos a comprender estos mundos analógicos distantes al proporcionar la verdad terrestre para mejorar los modelos de computadora que usaremos para interpretar los planetas exo-Venus», dijo Giada Arney, investigadora principal adjunta de DAVINCI + en la NASA. Goddard.
“Pero hay tantas cosas sobre Venus que todavía no entendemos, y aquí es donde entra DAVINCI +. Es emocionante, si Venus fue habitable en el pasado, ¡algunos planetas exo-Venus pueden serlo también! Así que la investigación de DAVINCI + sobre la evolución de Venus puede ayudarnos a comprender mejor cómo se distribuyen los mundos habitables en otras partes del universo y cómo evolucionan los planetas habitables con el tiempo en un sentido general ”.
La misión, Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry e Imaging Plus, consistirá en una nave espacial y una sonda. La nave rastreará los movimientos de las nubes y mapeará la composición de la superficie midiendo la emisión de calor de la superficie de Venus que escapa al espacio a través de la atmósfera masiva.
La sonda descenderá a través de la atmósfera, muestreando su química, así como la temperatura, la presión y los vientos. La sonda también tomará las primeras imágenes de alta resolución de Alpha Regio, una antigua sierra del doble del tamaño de Texas con montañas escarpadas, en busca de evidencia de que el agua de la corteza del pasado influyó en los materiales de la superficie.
El lanzamiento está previsto para el año fiscal 2030 con dos sobrevuelos de Venus antes del descenso de la sonda. Los sobrevuelos son la fase inicial de la misión de teledetección para estudiar la circulación atmosférica y mapear la composición de la superficie.
Aproximadamente dos años después, la sonda será liberada para realizar su investigación de la atmósfera durante un descenso que durará aproximadamente una hora antes de aterrizar en Alpha Regio.
La NASA ha seleccionado la misión DAVINCI + (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble-gas, Chemistry and Imaging +) como parte de su programa Discovery, y será la primera sonda en entrar en la atmósfera de Venus desde la Pioneer Venus de la NASA en 1978 y la Vega de la URSS en 1985. Nombrada en honor al artista y científico visionario del Renacimiento, Leonardo da Vinci, la misión DAVINCI + llevará las tecnologías del siglo XXI al mundo de al lado. DAVINCI + puede revelar si el planeta hermano de la Tierra se parecía más al planeta gemelo de la Tierra en un pasado distante y posiblemente hospitalario con océanos y continentes. Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
«El siguiente paso en la exploración de Venus requiere una carga útil de instrumentos capaces que pueda emplear capacidades modernas para producir conjuntos de datos definitivos que transformen nuestra comprensión de nuestro vecindario planetario», dijo Stephanie Getty, investigadora principal adjunta de DAVINCI + en NASA Goddard .
“DAVINCI + lleva la instrumentación probada a los problemas científicos más innovadores de Venus en la actualidad, y estamos entusiasmados de traer a una comunidad científica enérgica en nuestro viaje mientras entregamos los conjuntos de datos de dinámica química, geológica y atmosférica que generarán los próximos grandes descubrimientos, y siguientes grandes preguntas: sobre Venus y mundos similares a Venus «.
La sonda contendrá cuatro instrumentos. Dos de ellos, el espectrómetro de masas de Venus (VMS) y el espectrómetro láser sintonizable de Venus (VTLS), llevarán a cabo el primer estudio completo de composición de toda la sección transversal de los gases atmosféricos de Venus, buscando pistas sobre cómo, cuándo y por qué el clima de Venus puede haber cambiado tan dramáticamente.
El tercer instrumento, la Investigación de la Estructura Atmosférica de Venus (VASI), medirá la presión, la temperatura y los vientos desde aproximadamente 43,5 millas (70 kilómetros) de altitud hasta la superficie con una resolución 10 veces mayor (o más) que cualquier sonda de Venus anterior. .
Después de que la sonda caiga bajo la gruesa capa de nubes, el instrumento Venus Descent Imager (VenDI) tomará cientos de imágenes en el infrarrojo cercano de las tierras altas de Alpha Regio, que el equipo utilizará para hacer mapas de topografía y composición. Estas imágenes mostrarán paisajes únicos de Venus a las altas resoluciones típicas de los módulos de aterrizaje (cerca de la superficie).
La nave espacial tendrá un instrumento, un conjunto de cuatro cámaras llamado VISOR (Sistema de imágenes de Venus de Orbit for Reconnaissance). Una cámara será sensible a la luz ultravioleta para rastrear los movimientos de las nubes en la atmósfera.
Además, un conjunto de tres cámaras sensibles a la luz del infrarrojo cercano podrá identificar la composición de la superficie a escalas regionales mediante el análisis de la emisión de calor del infrarrojo cercano desde la superficie cuando la nave espacial esté sobre el lado nocturno de Venus.
Dado que la composición de las rocas puede verse influenciada por el agua, estas imágenes darán pistas sobre cómo los océanos antiguos pueden haber dado forma a la corteza de Venus. El conjunto de cámaras proporcionará los primeros mapas de composición de Ishtar Terra, el “continente” de alta latitud en Venus con un rango de altura de hasta 6,8 millas (11 kilómetros). Ishtar puede ser la última manifestación de una especie de tectónica de placas en Venus que se apagó cuando los océanos se disiparon hace unos mil millones de años.
NASA Goddard es la institución investigadora principal y llevará a cabo la gestión del proyecto para la misión, así como la ingeniería de sistemas del proyecto para desarrollar el sistema de vuelo de la sonda.
Goddard construirá el instrumento VMS en colaboración con la Universidad de Michigan y los sistemas de sensores del instrumento VASI. Goddard también lidera el equipo de apoyo científico del proyecto.
Los socios principales son Lockheed Martin, Denver, Colorado, que construirá el aeroshell y backshell (el sistema de entrada y descenso) para llevar la sonda a la atmósfera y proporcionará los paracaídas para colocarla en la trayectoria de descenso adecuada, así como el portador de la sonda/ nave espacial, el sistema de telecomunicaciones de sobrevuelo para la sonda, la plataforma científica de sobrevuelo para el conjunto de cámaras VISOR y la nave espacial portadora / orbital.
El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins en Laurel, Maryland, proporcionará la radio Frontier bidireccional que la misión utilizará para la comunicación entre la sonda y la nave espacial, así como el liderazgo científico del elemento VASI.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, proporcionará el instrumento VTLS. Malin Space Science Systems, San Diego, California, proporcionará las cámaras, incluida la cámara de descenso VenDI y la suite VISOR orbital / de sobrevuelo.
El Centro de Investigación Langley de la NASA, Hampton, Virginia, brindará apoyo a los sistemas de entrada y descenso y el Centro de Investigación Ames de la NASA en el Aeródromo Federal Moffett en Silicon Valley de California colaborará en el sistema de protección térmica y los sistemas de medición de los sistemas de entrada. KinetX, Inc., Tempe, Arizona, apoyará la dinámica de vuelo y el desarrollo de la trayectoria con Goddard y Lockheed Martin.
Las misiones de clase Discovery-Program como DAVINCI + complementan las exploraciones científicas planetarias «insignia» más grandes de la NASA, con el objetivo de lograr resultados sobresalientes mediante el lanzamiento de misiones más pequeñas utilizando menos recursos y tiempos de desarrollo más cortos.
Son administrados para la División de Ciencias Planetarias de la NASA por la Oficina del Programa de Misiones Planetarias en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama. Las misiones están diseñadas y dirigidas por un investigador principal, que reúne a un equipo de científicos e ingenieros para abordar cuestiones científicas clave sobre el sistema solar.
