Fra rummet ser Venus ud som en stor, uigennemsigtig kugle. Takket være den ekstremt tætte atmosfære, der primært er sammensat af kuldioxid og nitrogen, er det umuligt at se overfladen ved hjælp af konventionelle metoder. Som et resultat blev der ikke lært meget om dens overflade indtil det 20. århundrede takket være udviklingen af radar-, spektroskopiske og ultraviolette undersøgelsesteknikker.
Interessant nok, når Venus ser i det ultraviolette bånd, ser Venus ud som en stribet kugle, hvor mørke og lyse områder blandes ved siden af hinanden. I årtier har videnskabsmænd teoretiseret, at dette skyldes tilstedeværelsen af en slags materiale i Venus 'sky-toppe, der optager lys i den ultraviolette bølgelængde. I de kommende år planlægger NASA at sende en CubeSat-mission til Venus i håb om at løse dette vedvarende mysterium.
Missionen, kendt som CubeSat UV-eksperimentet (CUVE), modtog for nylig finansiering fra programmet Planetary Science Deep Space SmallSat Studies (PSDS3), der har hovedkvarter som NASAs Goddard Space Flight Center. Når CUVE er installeret, vil det bestemme sammensætningen, kemi, dynamik og stråleoverførsel af Venus 'atmosfære ved hjælp af ultravioletfølsomme instrumenter og et nyt carbon-nanotube lysopsamlingsspejl.
Missionen ledes af Valeria Cottini, en forsker fra University of Maryland, der også er CUVE's Principle Investigator (PI). I marts i år valgte NASAs PSDS3-program det som en af 10 andre undersøgelser designet til at udvikle missionskoncepter ved hjælp af små satellitter til at undersøge Venus, Jordens måne, asteroider, Mars og de ydre planeter.
Venus er af særlig interesse for forskere i betragtning af vanskelighederne med at udforske dens tykke og farlige atmosfære. På trods af NASA og andre rumfartsagenturer forbliver det, der forårsager absorption af ultraviolet stråling i planetens sky-toppe, et mysterium. Tidligere har observationer vist, at halvdelen af solenergien, som planeten modtager, absorberes i det ultraviolette bånd af det øverste lag af dens atmosfære - det niveau, hvor svovlsyre-skyer findes.
Andre bølgelængder er spredt eller reflekteret i rummet, hvilket er det, der giver planeten sit gulaktige, uovertrufne udseende. Mange teorier er blevet avanceret for at forklare absorptionen af UV-lys, som inkluderer muligheden for, at en absorber transporteres fra dybere i Venus 'atmosfære ved konvektive processer. Når det når skyetoppene, vil dette materiale blive spredt af lokale vinde, hvilket skaber det stribe absorptionsmønster.
De lyse områder menes derfor at svare til regioner, der ikke indeholder absorberen, mens de mørke områder gør det. Som Cottini antydede i en nylig pressemeddelelse fra NASA, ville en CubeSat-mission være ideel til at undersøge disse muligheder:
”Da den maksimale absorption af solenergi fra Venus forekommer i den ultraviolette, er det afgørende at bestemme arten, koncentrationen og fordelingen af den ukendte absorber. Dette er en meget fokuseret mission - perfekt til en CubeSat-applikation. ”
En sådan mission ville udnytte de nylige forbedringer i miniaturisering, som har gjort det muligt at skabe mindre, box-sized satellitter, der kan udføre de samme job som større. Til sin mission ville CUVE stole på et miniaturiseret ultraviolet kamera og et miniatyrspektrometer (der muliggør analyse af atmosfæren i flere bølgelængder) samt miniaturiseret navigation, elektronik og flysoftware.
En anden nøglekomponent i CUVE-missionen er carbon nanotube-spejlet, som er en del af et miniature-teleskop, som teamet håber at medtage. Dette spejl, som blev udviklet af Peter Chen (en entreprenør hos NASA Goddard), fremstilles ved at hælde en blanding af epoxy- og carbonananrør i en form. Denne form opvarmes derefter for at hærde og hærde epoxy, og spejlet er belagt med et reflekterende materiale af aluminium og siliciumdioxid.
Ud over at være let og meget stabil er denne type spejl relativt let at fremstille. I modsætning til konventionelle linser kræver det ikke polering (en dyr og tidskrævende proces) for at forblive effektiv. Som Cottini påpegede, kunne disse og andre udviklinger i CubeSat-teknologien gøre det lettere for lavprisopgaver, der er i stand til at sparke på eksisterende opgaver i hele solsystemet.
”CUVE er en målrettet mission, med en dedikeret videnskabelig nyttelast og en kompakt bus for at maksimere flymuligheder, såsom en ride-share med en anden mission til Venus eller til et andet mål,” sagde hun. "CUVE ville supplere fortidens, nuværende og fremtidige Venus-missioner og give et videnskabeligt afkast til lavere omkostninger."
Holdet forventer, at sonden i de kommende år vil blive sendt til Venus som en del af en større missions sekundære nyttelast. Når den når Venus, vil den blive lanceret og antage en polær bane rundt om planeten. De estimerer, at det ville tage CUVE halvandet år at nå sin destination, og sonden ville indsamle data i en periode på ca. seks måneder.
Hvis det lykkes, kan denne mission bane vejen for andre lave omkostnings-letvægtsatellitter, der er indsat til andre solcelleorganer som en del af en større efterforskningsmission. Cottini og hendes kolleger vil også præsentere deres forslag til CUVE-satellit og -mission på European European Planetarium Science Congress 2017, der afholdes fra 17. til 22. september i Riga, Letland.
