Com lançamento programado para o final da década de 2020, a missão DAVINCI da NASA investigará a origem, evolução e estado atual da missão DAVINCI na atmosfera de Vênus, que será projetada, fabricada, testada, operada e analisada por estudantes de graduação e pós-graduação como Estudante da missão. Experiência de Colaboração.
Planeada para ser lançada em 2029, a missão DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gas, Chemistry, and Imaging) enviará uma espaçonave e uma sonda a Vênus para investigar vários mistérios não resolvidos do planeta. Antes de lançar sua sonda de descida na atmosfera de Vênus, a espaçonave realizará dois sobrevôos do planeta, medindo nuvens e absorção ultravioleta no lado diurno venusiano e medindo o calor que emana da superfície do planeta no lado noturno. Dois anos após o lançamento, a sonda da missão, chamada Descent Sphere, entrará na atmosfera de Vênus, ingerindo e analisando gases atmosféricos e coletando imagens à medida que desce à superfície do planeta na região de Alpha Regio.
A superfície de Vênus é completamente inóspita para a vida: estéril, seca, esmagada sob uma atmosfera cerca de 90 vezes a pressão da Terra e assada por temperaturas duas vezes mais quentes que um forno. Mas foi sempre assim? Poderia Vênus ter sido um gêmeo da Terra – um mundo habitável com oceanos de água líquida? Este é um dos muitos mistérios associados ao nosso mundo irmão encoberto. 27 anos se passaram desde que a missão Magellan da NASA orbitou Vênus pela última vez. Essa foi a missão mais recente da NASA ao planeta irmão da Terra e, embora tenhamos adquirido um conhecimento significativo de Vênus desde então, ainda existem inúmeros mistérios sobre o planeta que permanecem sem solução. A missão DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gas, Chemistry, and Imaging) da NASA espera mudar isso. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA
O VfOx será montado na parte externa da Esfera de Descida, onde medirá a fugacidade do oxigênio – a pressão parcial do oxigênio – na atmosfera profunda sob as nuvens de Vênus, incluindo o ambiente próximo à superfície.
Ao analisar essas medições inovadoras de VfOx, os cientistas, pela primeira vez, procurarão identificar quais minerais são mais estáveis na superfície de Vênus nas terras altas e vincular a formação de rochas às suas recentes histórias de modificação. O VfOx medirá a quantidade de oxigênio presente perto da superfície de Vênus como uma “impressão digital” das reações da atmosfera da rocha que estão acontecendo hoje. O balanço da quantidade de oxigênio presente na atmosfera, em comparação com a quantidade de oxigênio capturada nas rochas de Vênus, fornecerá informações para uma nova compreensão dos minerais da superfície de uma região montanhosa de Vênus (conhecida como “tessera”) que nunca foi visitado por uma nave espacial.
Compreender quanto oxigênio está contido na atmosfera de Vênus será importante na preparação para caracterizar mundos semelhantes a Vênus além do nosso sistema solar com o JWST e futuros observatórios. A quantidade de oxigênio que Vênus tem em sua atmosfera mais profunda ajudará os cientistas que estudam esses mundos remotos a distinguir entre o oxigênio produzido pela vida, como o que acontece na Terra, do oxigênio produzido apenas por processos planetários químicos abióticos, como o que acontece em Vênus.
O instrumento funcionará de forma semelhante ao sensor de oxigênio em muitos motores de automóveis, que mede a quantidade de oxigênio no sistema de combustível em relação a outros componentes do combustível. Como todos os instrumentos a bordo da DAVINCI Descent Sphere, o VfOx deve ser adaptado para sobreviver à atmosfera inóspita de Vênus. Mesmo que as temperaturas na superfície do planeta sejam quentes o suficiente para derreter chumbo, as temperaturas nos motores de carros de combustão interna são ainda mais quentes, então o VfOx operará em um ambiente comparativamente mais frio em Vênus. Além disso, o VfOx será construído em cerâmica, um material resistente a mudanças de temperatura.
O objetivo motivador do Student Collaboration Experiment da DAVINCI é educar e treinar jovens cientistas e engenheiros em ciências planetárias e habilidades de engenharia e fornecer uma aplicação no mundo real para essas habilidades. “Estamos tentando engajar e encorajar a próxima geração de cientistas e engenheiros planetários”, diz Dr. Noam Izenberg, principal equipe de pesquisa do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, e líder de colaboração estudantil do VfOx no DAVINCI.
Os alunos irão construir o instrumento VfOx, analisar os dados que ele retorna de Vênus e participar de atividades científicas com a equipe científica da DAVINCI. Os alunos envolvidos serão aconselhados pelo corpo docente da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore.
A emoção de estar ativamente envolvido com uma missão de voo espacial real como estudante de graduação pode ser um dos melhores incentivos para atrair um grupo diversificado de estudantes para este projeto. “Queremos atrair mais estudantes de todas as origens, incluindo os menos favorecidos e os menos representados”, diz o Dr. Izenberg. “Haverá muitos mentores em todos os setores – no lado da missão e da ciência e no lado da engenharia – onde os alunos podem encontrar não apenas mentores das profissões que podem estar procurando, mas também mentores que se parecem com eles, porque o A própria equipe DAVINCI é bastante boa em sua própria diversidade.”
A Johns Hopkins trabalhará em colaboração com o Applied Physics Lab para planejar e implementar o experimento do aluno. A Johns Hopkins também trabalhará em colaboração com o Maryland Institute College of Arts em Baltimore, que possui um instituto de artes extremas que estará envolvido com uma interseção entre ciência e arte. O Hopkins Extreme Materials Institute em Baltimore ajudará a coordenar este projeto, e a Morgan State University em Baltimore é um parceiro pretendido.
O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, é a principal instituição investigadora da DAVINCI e realizará gerenciamento de projetos e liderança científica para a missão, bem como engenharia de sistemas de projetos para desenvolver o sistema de voo de sonda. Goddard também lidera a equipe de suporte científico do projeto e fornece dois instrumentos-chave na sonda.
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