NASA 的 DAVINCI 任务将穿越金星的巨大大气层

信用:美国国家航空航天局

在最近发表在《行星科学杂志》上的一篇论文中,美国宇航局的科学家和工程师提供了有关该机构对稀有气体、化学和成像 (DAVINCI) 的深层大气金星调查 (DAVINCI) 任务的新细节,该任务将通过金星的层状大气层下降到金星表面。 2031 年中期的地球。 DAVINCI 是第一个使用航天器飞越和下降探测器研究金星的任务。

飞行分析化学实验室 DAVINCI 将首次测量金星庞大的大气-气候系统的关键方面,其中许多自 1980 年代初以来一直是金星的测量目标。 它还将提供金星山区高地的首次下降成像,同时以轨道不可能的尺度绘制其岩石成分和地表起伏。 该任务支持对少量存在的未发现气体和最深处大气的测量,包括氢同位素的关键比例——水的成分有助于揭示水的历史,无论是液态水海洋还是早期大气中的蒸汽。

该任务的载体、中继和成像航天器 (CRIS) 有两个机载仪器,将在金星飞越期间研究地球的云层并绘制其高地区域,还将放下一个带有五个仪器的小型下降探测器,该探测器将在在它下降到地狱般的金星表面的过程中,精度非常高。

主要作者吉姆·加文说:“这些化学、环境和下降成像数据的集合将描绘出金星分层大气以及它怎样与阿尔法雷吉奥山脉的表面相互作用的画面,阿尔法雷吉奥山脉的面积是德克萨斯州的两倍。”行星科学杂志上的论文和来自马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的 DAVINCI 首席研究员。 “这些测量将使我们能够评估大气的历史方面,并检测地表的特殊岩石类型,例如花岗岩,同时还能寻找可以告诉我们侵蚀或其他形成过程的景观特征。”

DAVINCI 将利用三个金星重力辅助,通过利用行星的重力改变 CRIS 飞行系统的速度和/或方向来节省燃料。 前两个重力辅助系统将为金星飞越设置 CRIS,以在紫外和近红外光中进行遥感,获取超过 60 吉比特的关于大气和地表的新数据。 第三次金星重力辅助将设置航天器以释放探测器进入、下降、科学和着陆,以及后续传输到地球。

金星的第一次飞越将在发射后的六个半月内完成,需要两年时间才能将探测器定位到“正午”理想照明下进入阿尔法雷吉奥上空的大气层,目标是测量金星的景观金星的尺度范围从 328 英尺(100 米)到小于 1 米。 这样的尺度可以在金星山脉进行着陆器式地质研究,而无需着陆。

一旦 CRIS 系统距离金星大约两天后,探测器飞行系统将与安全包裹在内部的三英尺(一米)直径钛探测器一起释放。 探测器将开始与金星表面上方约 75 英里(120 公里)的高层大气相互作用。 科学探测器将在离开地表以上 42 英里(67 公里)处的隔热罩后开始科学观察。 随着隔热罩被抛弃,探测器的入口将摄取大气气体样本,以进行详细的化学测量,这些测量已在好奇号火星车上进行。 在长达一小时的下降到地面的过程中,探测器还将在它出现在当地表面上方约 100,000 英尺(30,500 米)的云层下时获取数百张图像。

戈达德的副首席研究员斯蒂芬妮盖蒂说:“探测器将在阿尔法雷吉奥山脉着陆,但一旦着陆就不需要运行,因为所有必需的科学数据都将在到达地表之前采集。” “如果我们以每小时 25 英里(12 米/秒)的速度在着陆中幸存下来,在理想条件下,我们可以在地面上进行长达 17-18 分钟的操作。”

DAVINCI 暂定于 2029 年 6 月发射,并于 2031 年 6 月进入金星大气层。

“以前在金星大气中的任务没有以达芬奇探测器可以做到的细节测量化学或环境,”加文说。 “此外,以前的金星任务没有降落在金星的 tesserae 高地上空,也没有人对金星表面进行过下降成像。DAVINCI 将在惠更斯探测器在土卫六所做的基础上再接再厉,并改进之前的原位金星任务所做的工作,但是具有 21 世纪的能力和传感器。”