Z kosmosu Wenus wygląda jak duża, nieprzezroczysta kula. Dzięki niezwykle gęstej atmosferze, która składa się głównie z dwutlenku węgla i azotu, nie można oglądać powierzchni konwencjonalnymi metodami. W rezultacie niewiele wiadomo o jego powierzchni aż do XX wieku dzięki rozwojowi technik badań radarowych, spektroskopowych i ultrafioletowych.
Co ciekawe, oglądana w paśmie ultrafioletowej Wenus wygląda jak kulka w paski, z ciemnymi i jasnymi obszarami mieszającymi się obok siebie. Przez dziesięciolecia naukowcy teoretykowali, że wynika to z obecności pewnego rodzaju materiału na wierzchołkach chmur Wenus, który pochłania światło w długości fali ultrafioletowej. W nadchodzących latach NASA planuje wysłać misję CubeSat na Wenus w nadziei rozwiązania tej trwałej tajemnicy.
Misja, znana jako CubeSat UV Experiment (CUVE), niedawno otrzymała fundusze z programu Planetary Science Deep Space SmallSat Studies (PSDS3), którego główna siedziba to NASA Goddard Space Flight Center. Po wdrożeniu CUVE określi skład, skład chemiczny, dynamikę i radiacyjny transfer atmosfery Wenus za pomocą instrumentów wrażliwych na ultrafiolet i nowego lustra zbierającego światło z nanorurek węglowych.
Misja jest prowadzona przez Valerię Cottini, naukowca z University of Maryland, który jest również głównym badaczem CUVE (PI). W marcu tego roku program PSDS3 NASA wybrał go jako jedno z 10 innych badań opracowanych w celu opracowania koncepcji misji z wykorzystaniem małych satelitów do badania Wenus, Księżyca, asteroid, Marsa i planet zewnętrznych.
Wenus jest szczególnie interesująca dla naukowców, biorąc pod uwagę trudności w badaniu jej gęstej i niebezpiecznej atmosfery. Pomimo NASA i innych agencji kosmicznych, to, co powoduje absorpcję promieniowania ultrafioletowego na szczytach chmur planety, pozostaje tajemnicą. W przeszłości obserwacje wykazały, że połowa energii słonecznej, którą planeta otrzymuje, jest absorbowana w paśmie ultrafioletowym przez górną warstwę jej atmosfery - poziom, na którym istnieją chmury kwasu siarkowego.
Inne długości fal są rozproszone lub odbite w przestrzeń, co nadaje planecie jej żółtawy, pozbawiony cech wygląd. Rozwinęło się wiele teorii wyjaśniających absorpcję światła UV, w tym możliwość transportu absorbera z głębi atmosfery Wenus za pomocą procesów konwekcyjnych. Gdy osiągnie szczyty chmur, materiał ten zostałby rozproszony przez lokalne wiatry, tworząc smugi absorpcji.
Uważa się zatem, że jasne obszary odpowiadają obszarom, które nie zawierają absorbera, podczas gdy ciemne obszary tak. Jak wskazał Cottini w niedawnej informacji prasowej NASA, misja CubeSat byłaby idealna do zbadania tych możliwości:
„Ponieważ maksymalne pochłanianie energii słonecznej przez Wenus zachodzi w ultrafiolecie, określenie charakteru, stężenia i rozkładu nieznanego absorbera ma fundamentalne znaczenie. To bardzo skoncentrowana misja - idealna do aplikacji CubeSat. ”
Taka misja wykorzystałaby ostatnie ulepszenia w miniaturyzacji, które pozwoliły na stworzenie mniejszych satelitów wielkości pudełka, które mogą wykonywać te same zadania, co większe. W swojej misji CUVE polegałby na zminiaturyzowanej kamerze ultrafioletowej i miniaturowym spektrometrze (pozwalającym na analizę atmosfery na wielu długościach fal), a także zminiaturyzowanym oprogramowaniu nawigacyjnym, elektronicznym i lotniczym.
Kolejnym kluczowym elementem misji CUVE jest lustro z nanorurką węglową, które jest częścią miniaturowego teleskopu, który zespół ma nadzieję włączyć. To lustro, opracowane przez Petera Chena (wykonawcę z NASA Goddard), powstaje przez wlanie do formy mieszaniny nanorurek epoksydowych i węglowych. Ta forma jest następnie podgrzewana w celu utwardzenia i utwardzenia żywicy epoksydowej, a lustro pokryte jest materiałem odblaskowym z aluminium i dwutlenku krzemu.
Oprócz tego, że jest lekki i bardzo stabilny, ten rodzaj lustra jest stosunkowo łatwy do wyprodukowania. W przeciwieństwie do konwencjonalnych soczewek, nie wymaga polerowania (kosztowny i czasochłonny proces), aby zachować skuteczność. Jak wskazał Cottini, te i inne zmiany w technologii CubeSat mogą ułatwić tanie misje, które mogą wspierać istniejące misje w całym Układzie Słonecznym.
„CUVE to misja ukierunkowana, z dedykowanym ładunkiem naukowym i kompaktowym autobusem, aby zmaksymalizować możliwości lotu, takie jak udział w przejażdżce z inną misją na Wenus lub do innego celu”, powiedziała. „CUVE uzupełniałby przeszłe, obecne i przyszłe misje Wenus i zapewniałby wielki zwrot naukowy przy niższych kosztach”.
Zespół przewiduje, że w nadchodzących latach sonda zostanie wysłana na Wenus w ramach dodatkowego ładunku większej misji. Gdy dotrze do Wenus, zostanie wystrzelona i przejmie orbitę polarną wokół planety. Szacują, że dotarcie do miejsca docelowego zajęłoby CUVE półtora roku, a sonda zbierałaby dane przez okres około sześciu miesięcy.
Jeśli się powiedzie, misja ta może utorować drogę dla innych tanich, lekkich satelitów, które zostaną rozmieszczone na innych ciałach słonecznych w ramach większej misji eksploracyjnej. Cottini i jej koledzy zaprezentują również swoją propozycję satelity CUVE i misji na Europejskim Kongresie Nauk Planetarnych w 2017 r., Który odbędzie się w dniach 17–22 września w Rydze na Łotwie.
