DAVINCI + per esplorare i destini divergenti del misterioso gemello terrestre

DAVINCI+ invierà una sonda del diametro di un metro per sfidare le alte temperature e pressioni vicino alla superficie di Venere per esplorare l’atmosfera da sopra le nuvole fino alla superficie del terreno che potrebbe essere stato un continente. Durante i suoi ultimi chilometri di caduta libera (mostrati qui), la sonda catturerà per la prima volta immagini straordinarie e misurazioni chimiche dell’atmosfera più profonda di Venere. Credito: visualizzazione NASA GSFC di CI Labs Michael Lentz e altri

Sebbene la Terra e Venere Simili per dimensioni e posizione, oggi sono mondi molto diversi. Mentre gli oceani della Terra sono pieni di acqua e vita in abbondanza, Venere è arido e gravemente inospitale. Sebbene sia un po’ più vicino al Sole – circa il 70% della distanza della Terra – Venere è molto più calda, con temperature superficiali abbastanza alte da fondere il piombo. Paesaggi bruciati oscurati da nuvole di zolfo AcidoÈ soffocato da una densa atmosfera di anidride carbonica per lo più a più di 90 volte la pressione della Terra, facendo sì che l’aria si comporti più come un liquido che come un gas vicino alla sua superficie.

Tuttavia, gli scienziati ritengono che in precedenza Venere potrebbe essere stata più simile alla Terra, un mondo con oceani acquosi che potrebbe essere abitabile, forse per miliardi di anni. Ipotizzano che qualcosa abbia causato un effetto «serra fuori controllo» nell’atmosfera di Venere, causando l’aumento della temperatura e l’evaporazione dei suoi oceani. NASALa missione DAVINCI+ è impostata per esplorare Venere per determinare se è abitabile e per capire come questi mondi simili siano finiti con destini così diversi.

«Venus è una stele di Rosetta per leggere libri standard sui cambiamenti climatici, l’evoluzione dell’abitabilità e cosa succede quando un pianeta perde il suo lungo tratto di oceano di superficie», ha affermato James Garvin, investigatore principale di DAVINCI+ presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. «Ma Venere è «difficile» perché ogni idea è nascosta dietro una cortina di un’atmosfera massiccia e opaca con condizioni difficili per l’esplorazione della superficie, quindi dobbiamo essere intelligenti e portare i nostri migliori «strumenti scientifici» su Venere in modi innovativi con le missioni come Da Vinci+.» Ecco perché abbiamo chiamato la nostra missione «DAVINCI+» dopo il pensiero e la visione rinascimentali ispiratori e visionari di Leonardo da Vinci che è andato oltre la scienza per connettersi con l’ingegneria, la tecnologia e persino l’arte. «

DAVINCI+ utilizza osservazioni dall’alto e dall’interno dell’atmosfera planetaria per rispondere a domande chiave su come Venere si è formata, evoluta e forse ha perso la sua abitabilità (e precedenti oceani di superficie). La «navigazione verticale naturale» si estende dalla parte superiore dell’atmosfera, attraverso le nuvole, e poi attraverso l’atmosfera profonda fino a poco sopra la superficie, dove verranno rappresentati paesaggi montani 3D insieme a una chimica dettagliata. Credito: NASA GSFC Visuals e CI Labs Michael Lentz e colleghi

L’impatto scientifico di DAVINCI+ andrà ben oltre il Sistema Solare fino a pianeti simili a Venere in orbita attorno ad altre stelle (esopianeti), che dovrebbero essere comuni e saranno obiettivi importanti per il prossimo James Webb Space Telescope della NASA. Ma questi pianeti possono essere difficili da spiegare, soprattutto se sono circondati da spesse nuvole simili a Venere.

«il fiore è»pianeta extrasolare Nel nostro cortile, «questo può aiutarci a capire questi mondi analogici distanti fornendo la verità di base per migliorare i modelli di computer che useremo per spiegare gli esopianeti», ha affermato Giada Arne, vice ricercatore principale per DAVINCI+ presso la NASA Goddard. «Ma ci sono molte cose su Venere che ancora non capiamo, ed è qui che entra in gioco DAVINCI+. È interessante notare che se Venere fosse abitabile in passato, anche alcuni dei pianeti esterni di Venere avrebbero potuto essere abitabili! Quindi l’indagine DAVINCI+ può aiutarci con L’evoluzione di Venere fornisce una migliore comprensione di come i mondi abitabili sono distribuiti altrove nell’universo e di come i pianeti abitabili si evolvono nel tempo in generale.»

La missione, Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gas, Chemistry e Imaging Plus, consisterà in un veicolo spaziale e una sonda. La navicella seguirà i movimenti delle nuvole e mapperà la composizione della superficie misurando l’emissione di calore dalla superficie di Venere che fuoriesce nello spazio attraverso la massiccia atmosfera. La sonda scenderà attraverso l’atmosfera per prelevare campioni di composizione chimica, temperatura, pressione e vento. La sonda scatterà anche le prime immagini ad alta risoluzione di Alpha Regio, un antico altopiano grande due volte il Texas con aspre montagne, alla ricerca di prove che le acque crostali del passato abbiano influito sul materiale superficiale.

Il lancio è previsto per l’anno fiscale 2030 con due aerei da Venere prima che la sonda atterri. I flyby sono la prima fase di una missione di telerilevamento per studiare la circolazione atmosferica e mappare la composizione della superficie. Circa due anni dopo, la sonda verrà lanciata per un’indagine atmosferica durante un atterraggio che durerà circa un’ora prima di atterrare ad Alpha Regio.

La NASA ha selezionato la missione DAVINCI+ (Deep Atmosphere Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging+) come parte del suo programma di scoperta, e sarà la prima sonda ad entrare nell’atmosfera di Venere dopo la Pioneer Venus della NASA nel 1978 e l’URSS Vega nel 1985 La missione di DAVINCI+ prende il nome dall’artista e studioso del Rinascimento, Leonardo da Vinci, per portare le tecnologie del 21° secolo nel prossimo mondo. DAVINCI+ potrebbe rivelare se il pianeta gemello della Terra assomigliasse al gemello della Terra in un lontano passato, forse ospitale con oceani e continenti. Crediti: Goddard Space Flight Center della NASA

«Il prossimo passo nell’esplorazione di Venere richiede un carico utile dello strumento in grado di utilizzare le capacità moderne per produrre set di dati definitivi che stanno trasformando la nostra comprensione del vicinato del nostro pianeta», ha affermato Stephanie Getty, vice ricercatore principale di DAVINCI+ presso la NASA Goddard. I problemi scientifici sono creativi su Venere oggi, e siamo entusiasti di portare una comunità scientifica attiva nel nostro viaggio mentre forniamo i set di dati chimici, geologici e atmosferici che genereranno le prossime grandi scoperte – e le prossime grandi domande – sui due mondi simili a Venere. «

La sonda conterrà quattro strumenti. Due di loro – il Venus Mass Spectrometer (VMS) e il Venus Tunable Laser Spectrometer (VTLS) – condurranno il primo studio completo sulla composizione trasversale dei gas atmosferici di Venere, alla ricerca di indizi su come, quando e perché il clima di Venere è cambiato così radicalmente. Il terzo strumento, il Venusian Atmospheric Structure Inspection Instrument (VASI), misurerà pressione, temperatura e venti da circa 43,5 miglia (70 chilometri) di altitudine alla superficie con una precisione 10 volte (o più) superiore a qualsiasi precedente sonda di Venere. Dopo che la sonda sarà caduta sotto lo spesso strato di nuvole, lo strumento Venus Descent Imager (VenDI) scatterà centinaia di immagini nel vicino infrarosso delle altezze di Alpha Regio, che il team utilizzerà per creare mappe topografiche e di formazione. Queste immagini mostreranno paesaggi unici di Venere in alta risoluzione tipici dei lander (vicino alla superficie).

La navicella conterrà uno strumento, un set di quattro telecamere chiamato VISOR (il Venus Imaging System for Reconnaissance di Orbit). Una delle telecamere sarà sensibile alla luce ultravioletta per seguire i movimenti delle nuvole nell’atmosfera. Inoltre, una serie di tre telecamere sensibili alla luce del vicino infrarosso sarà in grado di determinare la composizione della superficie su scala regionale analizzando l’emissione di calore a infrarossi vicino alla superficie quando la navicella spaziale si trova sopra il lato notturno di Venere. Poiché la formazione delle rocce può essere influenzata dall’acqua, queste immagini forniranno indizi su come gli antichi oceani formassero la crosta di Venere. La suite di fotocamere fornirà le prime mappe sintetiche di Ishtar Terra, il «continente» di Venere ad alta latitudine con una portata fino a 6,8 miglia (11 chilometri). Ishtar potrebbe essere l’ultima manifestazione di un tipo di tettonica a placche su Venere che si è fermata quando gli oceani si sono dissipati circa un miliardo di anni fa.

La NASA Goddard è l’organizzazione dell’investigatore principale e sarà la gestione del progetto per la missione, così come l’ingegneria dei sistemi di progetto per sviluppare il sistema di volo della sonda. Goddard costruirà lo strumento VMS in collaborazione con l’Università del Michigan e Sensor Systems di VASI. Goddard guida anche il team di supporto del progetto scientifico.

I principali partner sono Lockheed Martin, Denver, Colorado, che costruiranno l’aeroshell e la copertura di poppa (sistema di ingresso e atterraggio) per trasportare la sonda nell’atmosfera e fornire paracadute per posizionarla sulla traiettoria di atterraggio appropriata, così come la sonda spaziale vettore, il sistema di comunicazione flyby della sonda e la piattaforma flyby scientifica per l’array di telecamere VISOR e la navicella spaziale carrier/orbiter. Il laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University a Laurel, nel Maryland, fornirà la frontiera radio bidirezionale che la missione utilizzerà per comunicare tra la sonda e il veicolo spaziale, nonché il comando scientifico dell’elemento VASI. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA, a Pasadena, in California, fornirà lo strumento VTLS. Malin Space Science Systems, San Diego, California, fornirà telecamere tra cui la telecamera di discesa VenDI e l’array orbitale/flyby VISOR. Il Langley Research Center della NASA, Hampton, Virginia, fornirà supporto per i sistemi di ingresso e discesa e l’Ames Research Center della NASA presso l’aeroporto federale Moffett nella Silicon Valley in California collaborerà al sistema di protezione termica e ai sistemi di misurazione dei sistemi di ingresso. KinetX, Inc. supporterà , Tempe, Arizona Dinamiche di volo e sviluppo del percorso con Goddard e Lockheed Martin.

Le missioni nella categoria Discovery Program come DAVINCI+ completano le più grandi esplorazioni della NASA nelle scienze planetarie, con l’obiettivo di ottenere risultati impressionanti lanciando più missioni più piccole con meno risorse e tempi di sviluppo più brevi. È gestito per la Planetary Science Division della NASA dal Planetary Missions Program Office presso il Marshall Space Flight Center di Huntsville, in Alabama. Le missioni sono progettate e guidate da un investigatore principale, che riunisce un team di scienziati e ingegneri per affrontare questioni scientifiche chiave sul sistema solare.