Минулий тиждень космічний корабель ESA Venus Express завершив введення в експлуатацію на орбіті, і агентство заявило, що готове вступити в експлуатаційну фазу наукової місії. Дзеркало, яке використовується для націлювання на інструмент, фіксується в положенні «закрити», що не дозволяє інструменту збирати дані.
20 квітня 2006 року, після своєї першої 9-денної подовженої орбіти навколо Венери, Венера Експрес ESA почала наближатися до планети, поки 7 травня не вийшла на останню 24-годинну орбіту. За цей час і до сьогодні космічний апарат працював невпинно: нові дані, які надходять, вже дають перші уявлення про планетарні особливості, які ніколи не бачили.
Якщо зробити перші в історії ясні зображення вихору з подвійним оком на південному полюсі Венери - знімав Венера Експрес під час своєї першої орбіти - це вже було першим в історії розвідки планети і дуже приємним сюрпризом для вчених, ніхто не міг очікуємо, що вихор мав структуру ще складнішу, ніж можливо, передбачена.
Інфрачервоні знімки, зроблені ультрафіолетовим / видимим / близько інфрачервоним спектрометром (VIRTIS) на борту космічного корабля, не тільки дали перший чіткий вигляд вихору, але й дали набагато ближче уявлення про нього, коли Venus Express пролетів над південним полюсом кінець травня цього року.
VIRTIS - це прилад, який може працювати на різній довжині хвилі. Кожна інфрачервона довжина хвилі забезпечує вигляд атмосфери Венери на різній висоті, як "поперечний переріз". "Коли ми дивилися на цей гігантський вихор на різній глибині, ми зрозуміли, наскільки його форма змінюється на висоті", - сказав П'єр Дросарт, співголовний слідчий VIRTIS, з обсерваторії де Париж, Франція. «Це як би ми дивилися на різні структури, а не на одну. А нові дані, які ми тільки почали збирати та аналізувати, виявляють ще сильніші відмінності ».
Причина, по якій морфологія вихору так сильно різниться по «вертикальній» лінії, досі не з'ясована. "Ось чому ми організовуємо кампанію по спостереженню південного полярного вихору, повністю присвяченого вирішенню цієї несподіваної головоломки", - сказав Джузеппе Пікціоні, співголовний слідчий VIRTIS. «Спочатку ми хочемо зрозуміти, як організована структура - насправді за допомогою VIRTIS ми будуємо справжній 3D-вигляд вихору. Тоді ми сподіваємось, що зможемо краще зрозуміти, які рушійні сили формують це ».
Відстеження хмар і вітрів
Поки Венера-Експрес літала над планетою, багато інших деталей із густої атмосфери також почали з'являтися. І Камера моніторингу Венери (VMC), і інструменти VIRTIS почали контролювати хмарну систему та відстежувати її складну динаміку, в той час як спектрометри SpicaV / SOIR почали отримувати інформацію про хімію та температуру атмосфери.
Ультрафіолетові зображення з камери VMC демонструють складну морфологію хмарної колоди, що характеризується дуже тонкими низькоконтрастними смугастими ознаками, можливо, через наявність сильних вітрів, які створюють подовжені структури. Також можна побачити набір періодичних "хвильових" моделей у хмарах, можливо, внаслідок локальної зміни температури та тиску чи певної сили припливів, що діють на Венеру.
Одним з найважливіших підтверджень першого аналізу даних, що аналізується вченими, є виявлення так званих «УФ-поглиначів» ультрафіолетових позначок на вершині хмари, також видимих як більш темні особливості на зображенні мозаїки VMC. Їх так називають, оскільки вони поглинають майже половину сонячної енергії, отриманої планетою. Загадкова речовина, яка спричиняє це поглинання, все ще представляє справжню загадку для вчених.
"Розуміння того, що є джерелом цих ультрафіолетових маркувань, і що робить їх поглинаючу силу настільки високою, є однією з головних цілей Venus Express", - сказав Войцех Дж. Маркевич, головний слідчий VMC з Інституту Макса Планка з досліджень сонячної системи в Ліндау , Німеччина. «Зараз у нас є підтвердження, що ми можемо їх реально бачити, тому ми можемо почати працювати, щоб зрозуміти, що їх джерело. Через свою дивовижну потужність поглинання їм дуже важливо зрозуміти загальний радіаційний та тепловий баланс планети, а також атмосферну динаміку ».
Відстеження руху хмари та почати характеризувати швидкість вітру - це вправа, яку вчені Venus Express вже розпочали. Вражаючий нічний вигляд середніх та низьких шарів атмосфери на низьких широтах (від 20 ° до 90 ° на південь) від VIRTIS, показує, що хмари чітко штовхаються вітрами.
"Тепер ми можемо зробити першу якісну оцінку вітрових полів і циркуляції, що зручно співпадає з попереднім вимірюванням місії" Галілео "над північним полюсом", - продовжив Джузеппе Пікчіоні. "Зараз ми збираємо більше даних з різних атмосферних глибин, щоб мати можливість дати перші точні цифри, можливо, найближчим часом".
"Ми також збираємо першу інформацію про незначні хімічні компоненти атмосфери, такі як чадний газ", - додав П'єр Дроссарт. «За допомогою VIRTIS ми можемо побачити в атмосфері південного півкулі глибше, ніж будь-яка інша попередня місія, і ми почали збирати дані про ще невідому хімію нижчих шарів атмосфери, щоб створити глобальну картину. Вивчення зміни незначних хімічних сполук на різних широтах та глибинах також є дуже корисним слідом для глобального атмосферного руху ».
Сюрприз в атмосферному "верху"
Оглядаючи вищі шари атмосфери за допомогою Venus Express, вчені ще раз здивувалися. Насправді відомо, що венеціанська хмарна палуба має товщину близько 20 кілометрів і тягнеться до висоти близько 65 кілометрів над планетою. Перші вимірювання зоряної окуляції, які коли-небудь робилися на Венері завдяки спектрометру SpicaV, показали, що на нічній стороні хмарна палуба насправді розширюється до 90 кілометрів висоти у вигляді повністю непрозорого серпанку, а потім продовжується як більш прозора серпанок до 105 кілометрів.
Зоряна окуляція - це техніка, яка дозволяє визначити склад атмосфери планети, дивлячись на «захід сонця» загостреної зірки через саму атмосферу. "На Землі атмосфера стає ідеально чіткою вже над 20 кілометром висоти", - заявив Жан-Луп Берто, головний слідчий SpicaV / SOIR, зі Служби управління США CNRS, Франція.
«Ми були по-справжньому вражені, побачивши, як несподівано вище може стати смуга на Венері. Насправді, як на Землі, так і на Венері, приблизно за 20 кілометрів іноді можна побачити крапельки сірчаної кислоти. На Землю вони надходять від вивержень вулканів. Це змушує нас замислитись, чи на Венері, де крапельки відрізняються від Землі, утворюють дуже густі хмари, їх походження теж вулканічне ».
Явище імлі може бути пов’язане з конденсацією води в кристалах льоду на нічній стороні, але поки рано зараховувати інші пояснення. "Тепер нам потрібно зібрати та вивчити більше даних, щоб зрозуміти це явище у високій атмосфері - місцевості, яка до SpicaV ще була практично не дослідженою", - підсумував він.
Берто також висловив задоволення атмосферним виявленням "важкої води" - молекули, подібної до води, але з більшою масою - завдяки спектрометру SOIR. "Виявлення важкої води в атмосфері планети та її відсоток по відношенню до нормальної води дуже важливі для розуміння того, скільки води було на планеті в минулому і скільки вона витекла", - додав Берто.
«Кількість водяної пари, присутньої сьогодні в атмосфері Венери, було б достатньо, щоб покрити планету 3-сантиметровим глибинним шаром рідини. Якщо ми дізнаємось, що важка вода - слід від первісної води - масово присутня у верхніх шарах атмосфери, куди вона може легше втекти, ніж кількість води в минулому, можливо, відповідала шару до кількох сотень. метрів у глибину », - підсумував Берто.
Вивчення процесу виходу з атмосфери на Венеру насправді є однією з головних цілей іншого інструменту «Експрес-Венера» - ASPERA (аналізатор космічної плазми та енергетичних атомів). Прилад вже виявив масовий викид кисню та відслідковував траєкторії інших планетарних іонів, таких як гелій, що одноразово заряджається.
"Це раннє виявлення підтверджує сильну взаємодію між сонячним середовищем та атмосферою Венери - планети без планетарного магнітного поля для захисту її від сонячного вітру, що надходить", - сказав Станіслав Барабаш, головний дослідник ASPERA, з Шведського інституту космічної фізики у Кіруні, Швеція. "Вивчення цієї взаємодії дасть важливі підказки щодо складного набору механізмів, завдяки яким атмосферні гази втрачаються в космосі, і про вплив, який це могло мати на клімат Венери протягом геологічних масштабів часу", - підсумував він.
Статус космічного корабля
4 липня 2006 року Venus Express склала важливий іспит. Комісія ESA оголосила про завершення етапу пуску космічного корабля на орбіту і заявила, що космічний апарат виконав вимоги для офіційного вступу в експлуатаційну фазу своєї наукової місії.
Етап пуску Венери, розпочатий 7 травня, коли Venus Express вийшов на останню 24-годинну орбіту навколо планети, і завершився 4 червня цього року, - це ряд операцій, спрямованих на перевірку працездатності космічного корабля та його систем на Венері. навколишнього середовища, наукових інструментів, усіх наземних систем та операцій.
Космічні апарати та інструменти демонструють загалом хороші показники. Однак один з інструментів на борту - Планетарний спектрометр Фур'є (ПФС) - виявив несправність, яку ще не вдалося виправити в ряді спроб, здійснених поки що в космосі. Сканер PFS - дзеркало, необхідне інструменту для вказівки - в даний час заблоковано в тісному положенні, що запобігає приладовому спектрометру "бачити" цілі.
Комісія з огляду введення в експлуатацію схвалила низку заходів та подальші випробування на орбіті, які будуть проведені в наступні місяці, а також ряд незалежних розслідувань для вивчення походження проблеми. Тим часом інші інструменти охоплюватимуть деякі цілі ПФС.
PFS призначений для вимірювання хімічного складу та температури атмосфери Венери. Він також здатний вимірювати поверхневу температуру і тому шукати ознаки вулканічної активності.
Оригінальне джерело: ESA News Release
