З космосу Венера схожа на велику непрозору кулю. Завдяки надзвичайно щільній атмосфері, яка в першу чергу складається з вуглекислого газу та азоту, неможливо оглянути поверхню звичайними методами. В результаті мало що було вивчено про його поверхню до 20 століття, завдяки розробці радіолокаційних, спектроскопічних та ультрафіолетових методів обстеження.
Цікаво, що при погляді на ультрафіолетову смугу Венера виглядає як смугастий кулька, з темними і світлими ділянками, що змішуються поруч. Протягом десятиліть вчені теоретизували, що це пов’язано з наявністю у верхівках хмари якогось матеріалу, який поглинає світло ультрафіолетовій довжині хвилі. У найближчі роки NASA планує відправити місію CubeSat на Венеру в надії розгадати цю невпинну таємницю.
Нещодавно місія, відома як Ультрафіолетовий експеримент CubeSat (CUVE), нещодавно отримала фінансування за допомогою програми «Планетарні наукові дослідження глибокого космосу SmallSat» (PSDS3), штаб-квартира якої розташована як NASA в Центрі космічних польотів Годдарда. Після розгортання CUVE визначає склад, хімію, динаміку та радіаційну передачу атмосфери Венери за допомогою ультрафіолетових інструментів та нового дзеркала для збирання світла з вуглецевої нанотрубки.
Очолює місію Валерія Коттіні, науковий співробітник Університету Меріленда, який також є дослідником принципів CUVE (PI). У березні цього року програма НАСА PSDS3 обрала його як одне з 10 інших досліджень, розроблених для розробки концепцій місії за допомогою невеликих супутників для дослідження Венери, Місяця, астероїдів, Марса та зовнішніх планет.
Венера представляє особливий інтерес для вчених, враховуючи труднощі дослідження її густої та небезпечної атмосфери. Незважаючи на NASA та інші космічні агентства, те, що спричиняє поглинання ультрафіолетового випромінювання у верхівках хмари планети, залишається загадкою. У минулому спостереження показали, що половина сонячної енергії, яку отримує планета, поглинається в ультрафіолетовій смузі верхнім шаром її атмосфери - рівнем, де існують сірчано-кислотні хмари.
Інші довжини хвиль розсіяні або відбиваються в космосі, саме це надає планеті її жовтуватий, непомітний вигляд. Багато теорій було розроблено для пояснення поглинання УФ-світла, що включає можливість транспортування поглинача з глибшої атмосфери Венери конвективними процесами. Як тільки він досягне вершин хмари, цей матеріал буде розпорошений місцевими вітрами, створюючи смугастий малюнок поглинання.
Тому вважається, що світлі ділянки відповідають областям, які не містять абсорбера, тоді як темні. Як Коттіні зазначив у недавньому прес-релізі NASA, місія CubeSat була б ідеальною для дослідження цих можливостей:
«Оскільки максимальне поглинання сонячної енергії Венерою відбувається в ультрафіолеті, визначення природи, концентрації та розподілу невідомого поглинача є основним. Це цілеспрямована місія - ідеально підходить для програми CubeSat ».
Така місія сприятиме останнім вдосконаленням мініатюризації, що дозволило створити менші супутники розміром з коробками, які можуть виконувати ті ж завдання, що і більші. Своєю місією CUVE покладається на мініатюризовану ультрафіолетову камеру та мініатюрний спектрометр (що дозволяє аналізувати атмосферу в декількох довжинах хвиль), а також мініатюризовані програми для навігації, електроніки та польотів.
Ще одним ключовим компонентом місії CUVE є дзеркало з вуглецевих нанотрубок, яке є частиною мініатюрного телескопа, який команда сподівається включити. Це дзеркало, яке було розроблено Пітером Чен (підрядник НАСА Годдард), виготовляється шляхом виливання суміші епоксидних та вуглецевих нанотрубок у форму. Потім ця форма нагрівається для затвердіння та затвердіння епоксиду, а дзеркало покривається світловідбиваючим матеріалом з алюмінію та діоксиду кремнію.
Цей дзеркало на додаток до легкої та високостійкої, порівняно простий у виробництві. На відміну від звичайних лінз, вона не потребує полірування (дорогий і трудомісткий процес), щоб залишатися ефективною. Як зазначив Коттіні, ці та інші розробки технології CubeSat могли б полегшити місії з низькими витратами, здатні забезпечити підтримку існуючих місій по всій Сонячній системі.
"CUVE - це цільова місія, яка має спеціальний навантажувач з наукою та компактний автобус для максимізації можливостей польоту, таких як поїздка на частку з іншою місією до Венери або до іншої цілі", - сказала вона. "CUVE доповнить минулі, нинішні та майбутні місії Венери і забезпечить велику віддачу науки за меншу ціну".
Команда очікує, що в найближчі роки зонд буде направлений на Венеру в рамках другої корисної навантаження більшої місії. Як тільки вона досягне Венери, вона буде запущена і прийме полярну орбіту навколо планети. За їхніми оцінками, на шляху до місця призначення CUVE піде півтора року, і зонд збиратиме дані протягом приблизно півроку.
У разі успіху ця місія зможе прокласти шлях для інших дешевих, легких супутників, які розміщені до інших сонячних тіл у рамках великої розвідувальної місії. Коттіні та її колеги також представлять свою пропозицію щодо супутника та місії CUVE на Європейському конгресі планетарних наук 2017 року, який проводиться з 17 по 22 вересня в Ризі, Латвія.
