La sonda spaziale DAVINCI della NASA si tuffa nell’atmosfera infernale di Venere

DAVINCI Sonda per Atmosfera Profonda su Venere

La missione DAVINCI della NASA studierà l’origine, l’evoluzione e lo stato attuale di Venere con dettagli senza precedenti da vicino alla sommità delle nuvole fino alla superficie del pianeta. L’obiettivo della missione è aiutare a rispondere a domande di vecchia data sul nostro pianeta vicino, in particolare se Venere sia mai stata bagnata e abitabile come la Terra. Credito: Goddard Space Flight Center della NASA

L’anno scorso, Nasa selezionata il missione DAVINCI come parte del suo programma Discovery. Indagherà l’origine, l’evoluzione e lo stato attuale di[{” 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.

La NASA ha selezionato la missione DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble-gases, Chemistry and Imaging +) come parte del suo programma Discovery, e sarà la prima sonda ad entrare nell’atmosfera di Venere dai tempi della Pioneer Venus della NASA nel 1978 e della Vega dell’URSS nel 1985. Prende il nome dall’artista e scienziato visionario del Rinascimento, Leonardo da Vinci, la missione DAVINCI+ porterà le tecnologie del 21° secolo nel mondo della porta accanto. DAVINCI+ potrebbe rivelare se il pianeta gemello della Terra assomigliasse di più al pianeta gemello della Terra in un passato lontano, forse ospitale, con oceani e continenti. Credito: Goddard Space Flight Center della NASA

La navicella spaziale portante, staffetta e imaging (CRIS) della missione ha due strumenti a bordo che studieranno le nuvole del pianeta e mapperanno le sue aree montuose durante i sorvoli di Venere e lasceranno cadere anche una piccola sonda di discesa con cinque strumenti che forniranno un miscuglio di nuove misurazioni ad altissima precisione durante la sua discesa sulla superficie infernale di Venere.

“Questo insieme di dati di imaging chimico, ambientale e di discesa dipingerà un’immagine dell’atmosfera stratificata di Venere e di come interagisce con la superficie nelle montagne di Alpha Regio, che è il doppio del Texas”, ha affermato Jim Garvin, autore principale dell’articolo sul Planetary Science Journal e ricercatore principale DAVINCI del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. “Queste misurazioni ci consentiranno di valutare gli aspetti storici dell’atmosfera e di rilevare speciali tipi di roccia in superficie come i graniti, cercando anche caratteristiche paesaggistiche rivelatrici che potrebbero parlarci dell’erosione o di altri processi di formazione”.

Sonda DAVINCI vicino alla superficie di Venere

DAVINCI invierà una sonda di un metro di diametro per sfidare le alte temperature e pressioni vicino alla superficie di Venere per esplorare l’atmosfera da sopra le nuvole fino vicino alla superficie di un terreno che potrebbe essere stato un continente del passato. Durante i suoi ultimi chilometri di discesa in caduta libera (immagine dell’artista mostrata qui), la sonda catturerà per la prima volta immagini spettacolari e misurazioni chimiche dell’atmosfera più profonda su Venere. Credito: laboratori NASA/GSFC/CI

DAVINCI utilizzerà tre assist gravitazionali di Venere, che consentono di risparmiare carburante utilizzando la gravità del pianeta per modificare la velocità e/o la direzione del sistema di volo CRIS. I primi due assist gravitazionali prepareranno il CRIS per un sorvolo di Venere per eseguire il telerilevamento nella luce ultravioletta e nel vicino infrarosso, acquisendo oltre 60 gigabit di nuovi dati sull’atmosfera e sulla superficie. Il terzo aiuto gravitazionale di Venere preparerà la navicella spaziale per rilasciare la sonda per l’ingresso, la discesa, la scienza e l’atterraggio, oltre alla trasmissione successiva alla Terra.

Il primo sorvolo di Venere sarà di sei mesi e mezzo dopo il lancio e ci vorranno due anni per portare la sonda in posizione per entrare nell’atmosfera sopra Alpha Regio sotto un’illuminazione ideale a “mezzogiorno pieno”, con l’obiettivo di misurare i paesaggi di Venere a scale che vanno da 328 piedi (100 metri) fino a meno di un metro. Tali scale consentono studi geologici in stile lander sulle montagne di Venere senza richiedere l’atterraggio.

La sonda DAVINCI per l'atmosfera profonda scende attraverso la densa atmosfera di anidride carbonica di Venere

La sonda per atmosfera profonda DAVINCI scende attraverso la densa atmosfera di anidride carbonica di Venere verso le montagne dell’Alfa Regio. Credito: Goddard Space Flight Center della NASA

Una volta che il sistema CRIS si trova a circa due giorni da Venere, il sistema di volo della sonda verrà rilasciato insieme alla sonda in titanio di tre piedi (un metro) di diametro racchiusa in modo sicuro all’interno. La sonda inizierà a interagire con l’atmosfera superiore di Venere a circa 75 miglia (120 chilometri) sopra la superficie. La sonda scientifica inizierà le osservazioni scientifiche dopo aver lanciato il suo scudo termico a circa 42 miglia (67 chilometri) sopra la superficie. Con lo scudo termico gettato via, gli ingressi della sonda ingeriranno campioni di gas atmosferico per misurazioni chimiche dettagliate del tipo che è stato fatto su[{” 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.

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