Die DAVINCI-Mission der NASA wird den Ursprung, die Entwicklung und den gegenwärtigen Zustand der Venus in beispielloser Detailgenauigkeit von nahe der Wolkenspitze bis zur Oberfläche des Planeten untersuchen. Das Ziel der Mission ist es, langjährige Fragen zu unserem Nachbarplaneten zu beantworten, insbesondere, ob die Venus jemals so nass und bewohnbar wie die Erde war. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA
Letztes Jahr hat die NASA die DAVINCI-Mission als Teil ihres Discovery-Programms ausgewählt. Es wird den Ursprung, die Entwicklung und den gegenwärtigen Zustand von untersuchen[{” 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.
Die NASA hat die Mission DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble-gases, Chemistry and Imaging +) als Teil ihres Discovery-Programms ausgewählt, und es wird die erste Sonde sein, die in die Venusatmosphäre eindringt, seit NASAs Pioneer Venus im Jahr 1978 und Vega in der UdSSR 1985. Benannt nach dem visionären Künstler und Wissenschaftler der Renaissance, Leonardo da Vinci, wird die Mission DAVINCI+ Technologien des 21. Jahrhunderts in die Welt nebenan bringen. DAVINCI+ könnte enthüllen, ob der Schwesterplanet der Erde in einer fernen, möglicherweise gastfreundlichen Vergangenheit mit Ozeanen und Kontinenten eher wie der Zwillingsplanet der Erde aussah. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA
Das Carrier, Relay and Imaging Spacecraft (CRIS) der Mission verfügt über zwei Bordinstrumente, die die Wolken des Planeten untersuchen und seine Hochlandgebiete während Vorbeiflügen an der Venus kartieren werden, und wird auch eine kleine Abstiegssonde mit fünf Instrumenten absetzen, die eine Mischung aus neuen Messungen liefern wird mit sehr hoher Präzision während seines Abstiegs zur höllischen Venusoberfläche.
„Dieses Ensemble aus Chemie-, Umwelt- und Abstiegsbilddaten wird ein Bild der geschichteten Venusatmosphäre zeichnen und wie sie mit der Oberfläche in den Bergen von Alpha Regio interagiert, die doppelt so groß ist wie Texas“, sagte Hauptautor Jim Garvin des Artikels im Planetary Science Journal und DAVINCI-Hauptforscher vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Diese Messungen werden es uns ermöglichen, historische Aspekte der Atmosphäre zu bewerten sowie spezielle Gesteinsarten an der Oberfläche wie Granite zu erkennen und gleichzeitig nach verräterischen Landschaftsmerkmalen zu suchen, die uns Aufschluss über Erosion oder andere Entstehungsprozesse geben könnten.“
DAVINCI wird eine Sonde mit einem Durchmesser von einem Meter entsenden, um den hohen Temperaturen und Drücken in der Nähe der Venusoberfläche zu trotzen und die Atmosphäre von oberhalb der Wolken bis nahe der Oberfläche eines Geländes zu erkunden, das möglicherweise ein früherer Kontinent war. Während der letzten Kilometer des Abstiegs im freien Fall (hier die künstlerische Darstellung) wird die Sonde zum ersten Mal spektakuläre Bilder und chemische Messungen der tiefsten Atmosphäre auf der Venus aufnehmen. Bildnachweis: NASA/GSFC/CI Labs
DAVINCI wird von drei Venus-Schwerkraftassistenten Gebrauch machen, die Treibstoff sparen, indem sie die Schwerkraft des Planeten nutzen, um die Geschwindigkeit und/oder Richtung des CRIS-Flugsystems zu ändern. Die ersten beiden Gravitationsassistenten werden CRIS für einen Vorbeiflug an der Venus einrichten, um Fernerkundung im ultravioletten und nahen Infrarotlicht durchzuführen und über 60 Gigabit an neuen Daten über die Atmosphäre und die Oberfläche zu gewinnen. Die dritte Venus-Schwerkraftunterstützung wird das Raumschiff einrichten, um die Sonde für den Eintritt, den Abstieg, die Wissenschaft und die Landung sowie die anschließende Übertragung zur Erde freizugeben.
Der erste Vorbeiflug der Venus wird sechseinhalb Monate nach dem Start stattfinden, und es wird zwei Jahre dauern, bis die Sonde für den Eintritt in die Atmosphäre über Alpha Regio unter idealer Beleuchtung um „High Noon“ in Position gebracht wird, um die Landschaften von zu vermessen Venus in Skalen, die von 100 Metern (328 Fuß) bis zu weniger als einem Meter reichen. Solche Waagen ermöglichen geologische Studien im Lander-Stil in den Bergen der Venus, ohne dass eine Landung erforderlich ist.
Die Tiefenatmosphärensonde DAVINCI steigt durch die dichte Kohlendioxidatmosphäre der Venus in Richtung der Alpha-Regio-Berge ab. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA
Sobald das CRIS-System etwa zwei Tage von der Venus entfernt ist, wird das Sondenflugsystem zusammen mit der darin sicher eingeschlossenen Titansonde mit einem Durchmesser von einem Meter freigegeben. Die Sonde beginnt etwa 120 Kilometer über der Oberfläche mit der oberen Atmosphäre der Venus zu interagieren. Die wissenschaftliche Sonde wird mit wissenschaftlichen Beobachtungen beginnen, nachdem sie ihren Hitzeschild etwa 42 Meilen (67 Kilometer) über der Oberfläche abgeworfen hat. Wenn der Hitzeschild abgeworfen ist, nehmen die Einlässe der Sonde atmosphärische Gasproben für detaillierte chemische Messungen der Art auf, wie sie gemacht wurden[{” 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 21st 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.