NASA의 DAVINCI 우주 탐사선이 금성의 지옥 같은 대기에 뛰어들다

NASA의 DAVINCI 임무는 금성의 기원, 진화 및 현재 상태를 구름 꼭대기에서 행성 표면까지 전례 없이 자세하게 연구할 것입니다. 임무의 목표는 특히 금성이 지구만큼 습하고 거주 가능한지에 대한 우리 이웃 행성에 대한 오랜 질문에 답하는 데 도움을 주는 것입니다. 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터

작년, NASA가 선정되었습니다. 그만큼 다빈치의 사명 그녀의 디스커버리 프로그램의 일환으로. 그것은 기원, 발달 및 상태를 조사할 것입니다[{” 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.

NASA는 DAVINCI+ 미션(Deep Atmosphere Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging+)을 발견 프로그램의 일환으로 선택했으며, 1978년 NASA의 금성 우주비행사, 1985년 소련 Vega 이후 금성 대기에 진입한 첫 탐사선이 될 것입니다. 르네상스 예술가이자 학자인 Leonardo da Vinci가 21세기 기술을 다음 세계로 가져오는 것을 DAVINCI+의 사명이라고 합니다. DAVINCI+는 지구의 자매 행성이 먼 과거에 지구의 쌍둥이와 많이 닮았는지, 아마도 바다와 대륙에 호의적일지 여부를 밝힐 수 있습니다. 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터

이 임무의 CRIS(Carrier, Relay, and Imaging) 우주선에는 행성의 구름을 연구하고 고지대 지역을 금성 플라이바이로 매핑하는 2개의 장비가 탑재되어 있으며 다양한 새로운 장비를 제공할 5개의 장비를 갖춘 소형 착륙선도 떨어뜨릴 것입니다. 지옥의 금성 표면으로 내려갈 때 매우 높은 정확도로 측정합니다.

수석 저자인 Jim Garvin은 “이 화학, 환경 및 계보 데이터 세트는 금성의 대기층과 이들이 텍사스 크기의 두 배인 알파 레지오 산맥의 표면과 상호 작용하는 방식에 대한 그림을 그릴 것”이라고 말했습니다. 행성 과학 저널의 연구 논문과 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 DAVINCI 수석 연구원. “이러한 측정을 통해 우리는 대기의 역사적 측면을 평가할 수 있을 뿐만 아니라 화강암과 같은 표면의 특수 암석 유형을 감지하는 동시에 침식 또는 기타 형성 과정에 대해 알려줄 수 있는 경관 특징을 찾을 수 있습니다.”

DAVINCI는 금성 표면 근처의 고온과 압력을 견딜 수 있는 직경 1미터의 탐사선을 보내 구름 위에서 이전 대륙이었을 수 있는 지형 표면 근처까지 대기를 탐사합니다. 자유 낙하의 마지막 킬로미터 동안(여기에 예술가의 인상이 표시됨) 탐사선은 금성의 가장 깊은 대기에 대한 놀라운 이미지와 화학적 측정값을 처음으로 캡처합니다. 크레딧: NASA/GSFC/CI 연구소

DAVINCI는 CRIS 비행 시스템의 속도 및/또는 방향을 변경하기 위해 행성의 중력을 사용하여 연료를 제공하는 세 가지 유형의 Venus 중력 보조 장치를 사용할 것입니다. 처음 두 개의 중력 조수는 금성 플라이바이가 자외선과 근적외선에서 원격 감지를 수행하여 대기와 표면에 대한 60GB 이상의 새로운 데이터를 얻을 수 있도록 CRIS를 준비하는 데 도움이 될 것입니다. 금성의 세 번째 중력 지원은 진입, 하강, 깃발 및 착륙뿐만 아니라 지구로의 후속 전환을 위한 탐사선 발사 우주선을 만들 것입니다.

금성의 첫 번째 비행은 발사 후 6개월 반이 될 것이며 “정오”에 완벽한 조명 아래 알파 지역 상공의 대기권에 재진입하기 위해 탐사선을 제자리에 놓는 데 2년이 걸릴 것입니다. 328피트(100미터)에서 1미터보다 미세한 규모의 금성의 풍경. 이 게이지를 사용하면 착륙할 필요 없이 금성산에서 착륙선 스타일의 지질학적 연구를 수행할 수 있습니다.

DAVINCI Deep Atmosphere Probe는 금성의 짙은 이산화탄소 대기를 통해 Alpha Regio Mountains를 향해 하강합니다. 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터

CRIS가 금성에서 약 2일 거리에 있으면 탐사선의 비행 시스템이 내부에 안전하게 들어 있는 3피트(1미터) 티타늄 탐사선과 함께 발사될 것입니다. 탐사선은 표면 위 75마일(120km)에서 금성의 상층 대기와 상호 작용하기 시작할 것입니다. 과학 탐사선은 표면 위 약 42마일(67km) 높이에서 열 차폐물이 제거된 후 과학 관찰을 시작합니다. 방열판을 제거하면 프로브의 입구가 대기 가스 샘플을 삼켜서 수행된 종류의 상세한 화학 측정을 수행합니다.[{” 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 21^st 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.