La Venus envuelta en nubes parece sin rasgos distintivos, como se muestra en esta imagen tomada por la misión MESSENGER de la NASA. En ultravioleta, sin embargo, el planeta adquiere una apariencia completamente diferente. Crédito:NASA
Venus se ve insípido y sin rasgos distintivos a la luz visible, pero cambia el filtro a ultravioleta, y el gemelo de la Tierra de repente parece un planeta diferente. Las áreas oscuras y claras rayan la esfera, lo que indica que algo está absorbiendo longitudes de onda ultravioleta en las cimas de las nubes del planeta.
Un equipo de científicos e ingenieros que trabajan en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, ha recibido financiación de los estudios Planetary Science Deep Space SmallSat Studies de la agencia, o PSDS3, programa para avanzar en un concepto de misión CubeSat que revela la naturaleza de este misterioso absorbedor situado dentro de la capa de nubes más alta del planeta.
Llamado Experimento CubeSat UV, o CUVE, la misión investigaría la atmósfera de Venus utilizando instrumentos sensibles a los rayos ultravioleta y una novela, espejo de captación de luz de nanotubos de carbono.
Similar en estructura y tamaño a la Tierra, Venus gira lentamente en la dirección opuesta a la mayoría de los planetas. Su atmósfera espesa, que consiste principalmente en dióxido de carbono, con nubes de gotitas de ácido sulfúrico, atrapa el calor en un efecto invernadero desbocado, lo que lo convierte en el planeta más caliente de nuestro sistema solar con temperaturas superficiales lo suficientemente altas como para derretir el plomo.
Aunque la NASA y otros programas espaciales internacionales han enviado múltiples misiones a Venus, "no se ha establecido la naturaleza exacta del absorbedor superior de nubes, "dijo la investigadora principal de CUVE, Valeria Cottini, un investigador de la Universidad de Maryland que dirige un equipo de expertos en la composición, química, dinámica, y transferencia radiativa de la atmósfera del planeta. "Esta es una de las preguntas sin respuesta y es importante, " ella añadió.
Observaciones pasadas de Venus muestran que la mitad de la energía solar es absorbida en el ultravioleta por una capa superior de las nubes de ácido sulfúrico, dando al planeta sus rasgos rayados oscuros y claros. Otras longitudes de onda se dispersan o se reflejan en el espacio, lo que explica por qué el planeta parece un Esfera de color blanco amarillento en la óptica:longitudes de onda visibles para el ojo humano.
Abundan las teorías sobre las causas de estas rayas, características contrastantes, Dijo Cottini. Una explicación es que los procesos convectivos extraen el absorbente desde las profundidades de la espesa capa de nubes de Venus, transportando la sustancia a las cimas de las nubes. Los vientos locales dispersan el material en la dirección del viento, creando las rayas largas. Los científicos teorizan que las áreas brillantes observadas en el ultravioleta son probablemente estables frente a la convección y no contienen el absorbente. mientras que las zonas oscuras lo hacen.
"Dado que la máxima absorción de energía solar por Venus ocurre en el ultravioleta, determinando la naturaleza, concentración, y la distribución del absorbente desconocido es fundamental, Cottini dijo. "Esta es una misión muy enfocada, perfecta para una aplicación CubeSat".
Como se ve en el ultravioleta, Venus está rayado por áreas claras y oscuras que indican que un absorbente desconocido está operando en la capa superior de nubes del planeta. La imagen fue tomada por el Orbitador Pioneer-Venus de la NASA en 1979. Crédito:NASA
Para obtener más información sobre el absorbedor, el equipo CUVE, que incluye científicos de Goddard e investigadores afiliados a la Universidad de Maryland y la Universidad Católica, está aprovechando las inversiones que Goddard ha realizado en instrumentos miniaturizados y otras tecnologías. Además de volar una cámara ultravioleta miniaturizada para agregar información contextual y capturar las características de contraste, CUVE llevaría un espectrómetro desarrollado por Goddard para analizar la luz en una amplia banda espectral (190-570 nanómetros) que cubre el ultravioleta y el visible. El equipo también planea aprovechar las inversiones en la navegación CubeSat, electrónica, y software de vuelo.
"Muchos de estos conceptos están impulsados por importantes inversiones en investigación y desarrollo de Goddard, "dijo Tilak Hewagama, un miembro del equipo CUVE que ha trabajado con los científicos de Goddard, Shahid Aslam, Nicolás Gorius, y otros para demostrar un espectrómetro compatible con CubeSat. "Eso es lo que nos ayudó a empezar".
Una de las otras adaptaciones novedosas de CUVE es el uso potencial de un telescopio ligero equipado con un espejo hecho de nanotubos de carbono en una resina epoxi. Hasta la fecha, nadie ha podido hacer un espejo con esta resina.
Estas ópticas ofrecen varias ventajas. Además de ser ligero y muy estable, son relativamente fáciles de reproducir. No requieren pulido, un proceso que requiere mucho tiempo y, a menudo, es costoso que asegura una superficie perfectamente formada.
Desarrollado por el contratista de Goddard Peter Chen, el espejo se fabrica vertiendo una mezcla de epoxi y nanotubos de carbono en un mandril, o moho, diseñado para cumplir con una prescripción óptica específica. Luego, los técnicos calientan el molde para curar y endurecer el epoxi. Una vez configurado, el espejo está revestido con un material reflectante de aluminio y dióxido de silicio.
Objetivos del estudio
El equipo planea mejorar aún más las tecnologías de la misión y evaluar los requisitos técnicos para alcanzar una órbita polar alrededor de Venus como carga útil secundaria. El equipo cree que CUVE tardaría un año y medio en llegar a su destino. Una vez en órbita, el equipo recopilaría datos durante unos seis meses.
"CUVE es una misión dirigida, con una carga útil dedicada a la ciencia y un autobús compacto para maximizar las oportunidades de vuelo, como un viaje compartido con otra misión a Venus oa un objetivo diferente, ", Dijo Cottini." CUVE complementaría el pasado, Actual, y futuras misiones de Venus y proporcionan un gran rendimiento científico a un costo menor ".
Pequeños satélites, incluidos CubeSats, están desempeñando un papel cada vez más importante en la exploración, demostración de tecnología, investigación científica e investigaciones educativas en la NASA, incluyendo:exploración espacial planetaria; Observaciones de la Tierra; ciencia fundamental de la Tierra y el espacio; y el desarrollo de instrumentos científicos precursores como comunicaciones láser de vanguardia, comunicaciones de satélite a satélite y capacidades de movimiento autónomo.
