Fra verdensrommet ser Venus ut som en stor, ugjennomsiktig ball. Takket være den ekstremt tette atmosfæren, som først og fremst består av karbondioksid og nitrogen, er det umulig å se overflaten ved bruk av konvensjonelle metoder. Som et resultat ble det ikke lært lite om overflaten frem til 1900-tallet, takket være utvikling av radar-, spektroskopiske og ultrafiolette undersøkelsesteknikker.
Interessant nok, når Venus blir sett på i det ultrafiolette båndet, ser Venus ut som en stripet ball, med mørke og lyse områder som blander seg ved siden av hverandre. I flere tiår har forskere teoretisert at dette skyldes tilstedeværelsen av et slags materiale i Venus ’skytopp som absorberer lys i den ultrafiolette bølgelengden. I de kommende årene planlegger NASA å sende et CubeSat-oppdrag til Venus i håp om å løse dette varige mysteriet.
Oppdraget, kjent som CubeSat UV-eksperimentet (CUVE), mottok nylig finansiering fra programmet Planetary Science Deep Space SmallSat Studies (PSDS3), som har hovedkontor som NASAs Goddard Space Flight Center. Når den er distribuert, vil CUVE bestemme sammensetningen, kjemien, dynamikken og stråleoverføringen av Venus 'atmosfære ved hjelp av ultrafiolett-følsomme instrumenter og et nytt lyssamlingsspeil for karbon-nanorør.
Oppdraget ledes av Valeria Cottini, en forsker fra University of Maryland som også er CUVEs prinsippetterforsker (PI). I mars i år valgte NASAs PSDS3-program det som en av ti andre studier som ble utviklet for å utvikle misjonskonsepter ved bruk av små satellitter for å undersøke Venus, Jordens måne, asteroider, Mars og de ytre planetene.
Venus er av spesiell interesse for forskere, gitt vanskene med å utforske den tykke og farlige atmosfæren. Til tross for NASA og andre romfartsorganer, er det som forårsaker absorpsjon av ultrafiolett stråling i planetens skyetopper et mysterium. Tidligere har observasjoner vist at halve solenergien planeten mottar blir absorbert i det ultrafiolette båndet av det øvre laget av atmosfæren - nivået der svovelsyreskyer eksisterer.
Andre bølgelengder er spredt eller reflektert i verdensrommet, og det er det som gir planeten sitt gulaktige, uten utseende. Mange teorier er blitt avansert for å forklare absorpsjonen av UV-lys, som inkluderer muligheten for at en absorber blir transportert fra dypere i Venus 'atmosfære ved konvektive prosesser. Når det når skyetoppene, ville dette materialet bli spredt av lokale vinder, og skapt et strekkt absorpsjonsmønster.
De lyse områdene antas derfor å samsvare med regioner som ikke inneholder absorberen, mens de mørke områdene gjør det. Som Cottini antydet i en fersk pressemelding fra NASA, ville et CubeSat-oppdrag være ideelt for å undersøke disse mulighetene:
Siden Venus maksimale absorpsjon av solenergi skjer i ultrafiolett, er det viktig å bestemme arten, konsentrasjonen og fordelingen av den ukjente absorbenten. Dette er et veldig fokusert oppdrag - perfekt for en CubeSat-applikasjon. ”
Et slikt oppdrag ville utnytte de siste forbedringene i miniatyriseringen, som har gjort det mulig å opprette mindre, satellittboksestørrelser som kan gjøre de samme jobbene som større. For sitt oppdrag vil CUVE stole på et miniatyrisert ultrafiolett kamera og et miniatyrspektrometer (som tillater analyse av atmosfæren i flere bølgelengder) samt miniatyrisert navigasjon, elektronikk og flyprogramvare.
En annen nøkkelkomponent i CUVE-oppdraget er karbon-nanorørspeilet, som er en del av et miniatyrteleskop teamet håper å ta med. Dette speilet, som ble utviklet av Peter Chen (en entreprenør hos NASA Goddard), er laget ved å helle en blanding av epoksy og karbon nanorør i en form. Denne formen blir deretter oppvarmet for å herde og herde epoksyen, og speilet blir belagt med et reflekterende materiale av aluminium og silisiumdioksyd.
I tillegg til å være lett og svært stabil, er denne speilet relativt enkelt å produsere. I motsetning til vanlige linser, krever det ikke polering (en kostbar og tidkrevende prosess) for å forbli effektiv. Som Cottini antydet, kunne denne og andre utviklingen innen CubeSat-teknologi muliggjøre rimelige oppdrag som er i stand til å støtte opp i eksisterende oppdrag i hele solsystemet.
"CUVE er et målrettet oppdrag, med en dedikert vitenskapelig nyttelast og en kompakt buss for å maksimere flymuligheter som en ride-deling med et annet oppdrag til Venus eller til et annet mål," sa hun. "CUVE ville utfylle tidligere, nåværende og fremtidige Venus-oppdrag og gi god vitenskapelig avkastning til lavere pris."
Teamet regner med at sonden i løpet av de kommende årene vil bli sendt til Venus som en del av et større oppdrags sekundære nyttelast. Når den når Venus, blir den lansert og antar en polar bane rundt planeten. De anslår at det vil ta CUVE halvannet år å nå sin destinasjon, og sonden ville samle inn data i en periode på omtrent seks måneder.
Hvis det lykkes, kan dette oppdraget bane vei for andre lave kostnader, lette satellitter som er distribuert til andre solcelleorganer som del av et større letemisjon. Cottini og hennes kolleger vil også presentere sitt forslag til CUVE-satellitten og oppdraget på European European Planetarium Science Congress 2017, som arrangeres fra 17. til 22. september i Riga, Latvia.
