DAVINCI+ enverra une sonde d'un mètre de diamètre pour braver les températures et les pressions élevées près de la surface de Vénus afin d'explorer l'atmosphère depuis le dessus des nuages jusqu'à près de la surface d'un terrain qui aurait pu être au-delà d'un continent. Lors de ses derniers kilomètres de descente en chute libre (illustrés ici), la sonde capturera pour la première fois des images spectaculaires et des mesures chimiques de l'atmosphère la plus profonde de Vénus. Crédit :visualisation NASA GSFC par CI Labs Michael Lentz et d'autres
Bien que la Terre et Vénus soient de taille et d'emplacement similaires, ce sont des mondes très différents aujourd'hui. Alors que la Terre a des océans d'eau et une vie abondante, Vénus est sèche et farouchement inhospitalière. Bien qu'elle soit un peu plus proche du soleil (environ 70 % de la distance de la Terre), Vénus est beaucoup plus chaude, avec des températures à la surface suffisamment élevées pour faire fondre le plomb. Le paysage brûlé est obscurci par des nuages d'acide sulfurique, et il est étouffé par une atmosphère épaisse composée principalement de dioxyde de carbone à plus de 90 fois la pression de la Terre, ce qui fait que l'air se comporte plus comme un fluide que comme un gaz près de sa surface.
Cependant, les scientifiques pensent qu'autrefois, Vénus ressemblait peut-être plus à la Terre, un monde avec des océans d'eau potentiellement habitables pour la vie, peut-être pendant des milliards d'années. Ils émettent l'hypothèse que quelque chose a causé un "effet de serre incontrôlable" dans l'atmosphère de Vénus, augmenter la température et vaporiser ses océans. La mission DAVINCI+ de la NASA devrait explorer Vénus pour déterminer si elle était habitable et comprendre comment ces mondes similaires se sont retrouvés avec des destins si différents.
"Vénus est une "pierre de Rosette" pour lire le livre des records du changement climatique, l'évolution de l'habitabilité, et que se passe-t-il lorsqu'une planète perd une longue période d'océans de surface, " a déclaré James Garvin, chercheur principal pour DAVINCI+ au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Mais Vénus est 'dur' puisque chaque indice est caché derrière le rideau d'une atmosphère opaque massive avec des conditions inhospitalières pour l'exploration de surface, nous devons donc être intelligents et apporter nos meilleurs «outils scientifiques» à Vénus de manière innovante avec des missions comme DAVINCI+. C'est pourquoi nous avons nommé notre mission « DAVINCI+ » d'après la pensée inspirée et visionnaire de la Renaissance de Léonard de Vinci qui allait au-delà de la science pour se connecter à l'ingénierie, La technologie, et même de l'art."
L'impact scientifique de DAVINCI+ atteindra même au-delà du système solaire jusqu'aux planètes de type Vénus en orbite autour d'autres étoiles (exoplanètes), qui devraient être communs et représenteront des cibles importantes pour le prochain télescope spatial James Webb de la NASA. Mais ces planètes peuvent être difficiles à interpréter, surtout s'ils sont enveloppés d'épais nuages semblables à ceux de Vénus.
"Vénus est l'"exoplanète de notre arrière-cour" qui peut nous aider à comprendre ces mondes analogiques lointains en fournissant une vérité terrain pour améliorer les modèles informatiques que nous utiliserons pour interpréter les planètes exo-Vénus, " a déclaré Giada Arney, chercheur principal adjoint pour DAVINCI+ à la NASA Goddard. "Mais il y a tellement de choses sur Vénus que nous ne comprenons toujours pas, et c'est là qu'intervient DAVINCI+. si Vénus était habitable dans le passé, certaines planètes exo-Vénus peuvent aussi être habitables ! Ainsi, l'enquête de DAVINCI+ sur l'évolution de Vénus peut nous aider à mieux comprendre comment les mondes habitables sont répartis ailleurs dans l'univers, et comment les planètes habitables évoluent au fil du temps dans un sens général."
La mission, Atmosphère profonde Vénus Enquête sur les gaz nobles, Chimie, et Imagerie Plus, comprendra un vaisseau spatial et une sonde. Le vaisseau spatial suivra les mouvements des nuages et cartographiera la composition de la surface en mesurant l'émission de chaleur de la surface de Vénus qui s'échappe dans l'espace à travers l'atmosphère massive. La sonde descendra dans l'atmosphère, échantillonner sa chimie ainsi que la température, pression, et les vents. La sonde prendra également les premières images haute résolution d'Alpha Regio, une ancienne haute montagne deux fois plus grande que le Texas avec des montagnes escarpées, à la recherche de preuves que l'eau de la croûte passée a influencé les matériaux de surface.
DAVINCI+ utilise des observations au-dessus et dans l'atmosphère planétaire pour répondre à des questions majeures sur la formation de Vénus, a évolué, et peut-être perdu son habitabilité (et les océans de surface passés). Sa « mobilité verticale naturelle » s'étend du haut de l'atmosphère, à travers les nuages, puis dans toute l'atmosphère profonde jusqu'au-dessus de la surface, où l'imagerie des paysages de montagne en 3D sera entreprise avec une chimie détaillée. Crédit :visualisation NASA GSFC et CI Labs Michael Lentz et ses collègues
Le lancement est prévu pour FY2030 avec deux survols de Vénus avant la descente de la sonde. Les survols sont la phase initiale de la mission de télédétection pour étudier la circulation atmosphérique et cartographier la composition de la surface. Environ deux ans plus tard, la sonde sera lâchée pour mener son enquête sur l'atmosphère lors d'une descente qui durera environ une heure avant d'atterrir à Alpha Regio.
"La prochaine étape de l'exploration de Vénus nécessite une charge utile d'instrument capable d'utiliser des capacités modernes pour produire des ensembles de données définitifs qui transforment notre compréhension de notre voisinage planétaire, " a déclaré Stéphanie Getty, chercheur principal adjoint pour DAVINCI+ à la NASA Goddard. "DAVINCI+ apporte une instrumentation éprouvée aux problèmes scientifiques les plus innovants de Vénus aujourd'hui, et nous sommes ravis d'amener une communauté scientifique dynamique dans notre voyage alors que nous livrons le produit chimique, géologique, et des ensembles de données sur la dynamique atmosphérique qui généreront les prochaines grandes découvertes - et les prochaines grandes questions - sur Vénus et les mondes semblables à Vénus. »
La sonde contiendra quatre instruments. Deux d'entre eux, le Venus Mass Spectrometer (VMS) et le Venus Tunable Laser Spectrometer (VTLS), entreprendront la première étude complète de composition de l'ensemble de la section efficace des gaz atmosphériques de Vénus, à la recherche d'indices pour savoir comment, lorsque, et pourquoi le climat de Vénus a peut-être changé si radicalement. Le troisième instrument, l'enquête sur la structure atmosphérique de Vénus (VASI), mesurera la pression, Température, et des vents d'environ 43,5 miles (70 kilomètres) d'altitude à la surface à une résolution 10 fois plus élevée (ou plus) que n'importe quelle sonde Vénus précédente. Après que la sonde tombe sous l'épaisse couche nuageuse, l'instrument Venus Descent Imager (VenDI) prendra des centaines d'images dans le proche infrarouge des hautes terres d'Alpha Regio, que l'équipe utilisera pour faire des cartes de topographie et de composition. Ces images montreront des paysages uniques à Vénus aux hautes résolutions typiques des atterrisseurs (près de la surface).
Le vaisseau spatial aura un instrument, une suite de quatre caméras appelée VISOR (Venus Imaging System d'Orbit for Reconnaissance). Une caméra sera sensible à la lumière ultraviolette pour suivre les mouvements des nuages dans l'atmosphère. En outre, une suite de trois caméras sensibles à la lumière proche infrarouge sera en mesure d'identifier la composition de la surface à l'échelle régionale en analysant l'émission de chaleur proche infrarouge de la surface lorsque le vaisseau spatial se trouve du côté nuit de Vénus. Étant donné que la composition de la roche peut être influencée par l'eau, ces images donneront des indices sur la façon dont les anciens océans ont pu façonner la croûte de Vénus. La suite de caméras fournira les premières cartes compositionnelles d'Ishtar Terra, le "continent" de haute latitude sur Vénus avec une hauteur allant jusqu'à 6,8 miles (11 kilomètres). Ishtar est peut-être la dernière manifestation d'une sorte de tectonique des plaques sur Vénus qui s'est arrêtée lorsque les océans se sont dissipés il y a environ un milliard d'années.
La NASA Goddard est l'institution de recherche principale et assurera la gestion de projet pour la mission, ainsi que l'ingénierie des systèmes de projet pour développer le système de vol de la sonde. Goddard construira l'instrument VMS en collaboration avec l'Université du Michigan, et les systèmes de capteurs de l'instrument VASI. Goddard dirige également l'équipe de soutien scientifique du projet.
Les principaux partenaires sont Lockheed Martin, Denver, Colorado, qui construira l'aéroshell et le backshell (le système d'entrée et de descente) pour transporter la sonde dans l'atmosphère et fournir les parachutes pour la positionner dans la bonne trajectoire de descente, ainsi que le vaisseau spatial porteur de sonde, le système flyby telecom pour la sonde, la plate-forme scientifique flyby pour la suite de caméras VISOR, et le vaisseau spatial porteur/orbital. Le laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Le Maryland fournira la radio bidirectionnelle Frontier que la mission utilisera pour la communication entre la sonde et le vaisseau spatial, ainsi que le leadership scientifique de l'élément VASI. Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie, fournira l'instrument VTLS. Systèmes de sciences spatiales Malin, San Diego, Californie, fournira les caméras, y compris la caméra de descente VenDI et la suite orbitale/flyby VISOR. Centre de recherche de Langley de la NASA, Hampton, Virginie, fournira un soutien aux systèmes de descente d'entrée et le centre de recherche Ames de la NASA à l'aérodrome fédéral de Moffett dans la Silicon Valley en Californie collaborera sur le système de protection thermique et les systèmes de mesure des systèmes d'entrée. KinetX, Inc., Tempé, Arizona, soutiendra la dynamique de vol et le développement de trajectoire avec Goddard et Lockheed Martin.
Les missions de classe Discovery-Program comme DAVINCI + complètent les plus grandes explorations scientifiques planétaires « phares » de la NASA, dans le but d'obtenir des résultats exceptionnels en lançant des missions plus petites en utilisant moins de ressources et des temps de développement plus courts. Ils sont gérés pour la Division des sciences planétaires de la NASA par le bureau du programme des missions planétaires du Marshall Space Flight Center à Huntsville, Alabama. Les missions sont conçues et dirigées par un chercheur principal, qui rassemble une équipe de scientifiques et d'ingénieurs pour répondre à des questions scientifiques clés sur le système solaire.
