Wie die NASA ein Instrument baut, um den brutalen Bedingungen der Venus standzuhalten

Innerhalb des nächsten Jahrzehnts plant die DAVINCI-Mission der NASA, eine absteigende Kugel durch die Atmosphäre der Venus pfeifen zu lassen und nicht nur Proben ihrer Atmosphäre, sondern auch hochauflösende Bilder der Planetenoberfläche zu sammeln. Aber die Venus ist ein zutiefst unwirtlicher Ort , mit Oberflächentemperaturen, die heißer als ein Ofen sind, und einem Druck, der so groß ist, als wäre man 900 Meter unter Wasser. Jetzt hat die NASA weitere Details über eines der Instrumente der DAVINCI-Mission und darüber, wie es wichtige Daten in dieser äußerst herausfordernden Umgebung sammeln wird, preisgegeben.

Das VASI-Instrument (Venus Atmospheric Structure Investigation) von DAVINCI wird für die Messung der Atmosphäre verantwortlich sein, während die Sinkkugel bei ihrem 63-minütigen Fall an die Oberfläche durch die Atmosphäre fällt, einschließlich der Erfassung von Daten zu Temperatur, Druck, Windgeschwindigkeit und -richtung . Dies sollte dazu beitragen, einige lange offene Fragen zur Atmosphäre des Planeten zu beantworten, insbesondere zu seiner unteren Atmosphäre, die in vielerlei Hinsicht ein Rätsel bleibt.

„Es gibt tatsächlich einige große Rätsel über die tiefe Atmosphäre der Venus“, sagte der wissenschaftliche Leiter des VASI-Instruments, Ralph Lorenz vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, in einer Erklärung . „Wir haben nicht alle Teile dieses Puzzles und DAVINCI wird uns diese Teile liefern, indem wir die Zusammensetzung gleichzeitig mit dem Druck und der Temperatur messen, wenn wir uns der Oberfläche nähern.“

Forscher wollen wissen, wie die Oberfläche mit der Atmosphäre interagiert und ob die über der Venus beobachteten Vulkane in der Vergangenheit mit der Atmosphäre interagiert haben. Wir wissen, dass es viele dieser Vulkane auf der Venus gibt, aber wir wissen nicht, ob sie heute aktiv sind oder nicht. Das Verständnis der Geschichte des Vulkanismus ist besonders wichtig, um zu verstehen, ob der Planet jemals bewohnbar gewesen sein könnte.

„Die langfristige Bewohnbarkeit unseres Planeten beruht nach unserem Verständnis auf der Kopplung von Innerem und Atmosphäre“, sagte Lorenz. „Der langfristige Überfluss an Kohlendioxid in unserer Atmosphäre, auf den wir uns wirklich verlassen, um die Erdoberfläche warm genug zu halten, um über geologische Zeiträume hinweg bewohnbar zu sein, beruht auf Vulkanen.“

Es ist keine leichte Aufgabe, etwas zu konstruieren, das nicht nur den hohen Temperaturen und Drücken auf der Venus standhält, sondern auch der ätzenden Schwefelsäure in ihrer Atmosphäre. VASI wird Daten mit einem Temperatursensor sammeln, der wie ein Strohhalm in einem Metallrohr eingeschlossen ist, um ihn vor der Atmosphäre zu schützen, und sein Atmosphärensensor verwendet eine Silikonmembran, die über ein Vakuum gespannt ist, um die durch den Druck verursachten Verzerrungen zu erkennen. Andere Sensoren in VASI umfassen Beschleunigungsmesser und Gyroskope, die zur Messung des Windes verwendet werden, der sicher in der dicken Titan-Abstiegskugel aufbewahrt wird.

„Venus ist hart. Die Bedingungen, besonders tief in der Atmosphäre, machen es sehr schwierig, die Instrumentierung und die Systeme zur Unterstützung der Instrumentierung zu konstruieren“, sagte Lorenz. „All das muss entweder vor der Umwelt geschützt oder irgendwie so gebaut werden, dass es sie toleriert.“