El Venus Oxygen Fugacity (VfOx) es un pequeño sensor del tamaño de un botón, que viajará a bordo de la misión DAVINCI de la NASA a la atmósfera de Venus. El sensor será diseñado, fabricado, probado, operado y analizado por estudiantes de pregrado y posgrado, como Student Collaboration Experiment de la misión.
La misión DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry and Imaging), cuyo lanzamiento está previsto en 2029, enviará una nave espacial y una sonda a Venus para investigar numerosos misterios sin resolver del planeta. Antes de dejar caer su sonda de descenso en la atmósfera de Venus, la nave espacial realizará dos sobrevuelos al planeta, obteniendo datos de las nubes, de la absorción ultravioleta en el lado diurno de Venus y del calor que emana de la superficie del planeta en el lado nocturno. Dos años después del lanzamiento, la sonda de la misión, llamada Descent Sphere, entrará en la atmósfera de Venus, analizando gases atmosféricos y recopilando imágenes a medida que desciende a la superficie del planeta en la región Alpha Regio.
El VfOx se montará en el exterior de la Descent Sphere, donde medirá la fugacidad de oxígeno (la presión parcial del oxígeno) en la atmósfera debajo de las nubes de Venus y en el entorno cercano a la superficie.
Mediante el análisis de los innovadores datos del VfOx, los científicos buscarán, por primera vez, identificar qué minerales son más estables en la superficie de Venus y vincular la formación de rocas con modificaciones recientes. VfOx medirá la cantidad de oxígeno presente cerca de la superficie de Venus como una “huella digital” de las reacciones entre las rocas y la atmósfera que se están produciendo en la actualidad. La cantidad de oxígeno presente en la atmósfera, en comparación con la cantidad de oxígeno detectado en las rocas de Venus, proporcionará información para conocer los minerales que se encuentran en la superficie en una región montañosa de Venus (conocida como “tessera”) que nunca ha sido visitada por una nave espacial.
Saber cuánto oxígeno contiene la atmósfera de Venus es importante para caracterizar planetas similares a Venus fuera de nuestro sistema solar con el JWST y futuros observatorios. La cantidad de oxígeno que Venus tiene en su atmósfera más profunda ayudará a los científicos que estudian los exoplanetas a distinguir entre el oxígeno producido por la vida, como lo que sucede en la Tierra, y el oxígeno producido únicamente por procesos planetarios químicos abióticos, como lo que sucede en Venus.
El instrumento funcionará de manera similar al sensor de oxígeno de muchos motores de automóviles, que mide la cantidad de oxígeno en el sistema de combustible en relación con otros componentes del combustible. Como todos los instrumentos a bordo del Descent Sphere de DAVINCI, el VfOx debe adaptarse para sobrevivir a la inhóspita atmósfera de Venus. Aunque las temperaturas en la superficie del planeta son lo suficientemente altas como para derretir el plomo, las temperaturas en los motores de automóviles de combustión interna son aún más altas, por lo que el VfOx operará en un ambiente comparativamente más frío en Venus. Además, VfOx se construirá con cerámica, un material resistente a los cambios de temperatura.
El objetivo del Student Collaboration Experiment de DAVINCI es educar y capacitar a jóvenes científicos e ingenieros en ciencias planetarias y habilidades de ingeniería, y proporcionar una aplicación real a esas habilidades. “Estamos tratando de involucrar y alentar a la próxima generación de científicos e ingenieros planetarios”, dice el Dr. Noam Izenberg, investigador del Applied Physics Laboratory de la Johns Hopkins University de Laurel, Maryland, y líder de colaboración estudiantil para el VfOx de DAVINCI.
Los estudiantes construirán el instrumento VfOx, analizarán los datos que envíe desde Venus y participarán en actividades con el equipo científico de DAVINCI. Los estudiantes involucrados serán asesorados por profesores de la Johns Hopkins University de Baltimore.
La emoción de participar activamente en una misión espacial real como estudiante universitario puede ser uno de los mejores incentivos para atraer a un grupo diverso de estudiantes a este proyecto. “Queremos atraer a más estudiantes de todos los orígenes, incluidos los menos favorecidos y menos representados”, dice el Dr. Izenberg. “Habrá muchos mentores en todos los ámbitos, en el lado de la misión y la ciencia, y en el lado de la ingeniería, donde los estudiantes pueden encontrar no solo mentores de las profesiones que podrían estar buscando, sino también mentores que se parecen a ellos, porque el propio equipo de DAVINCI es bastante diverso”.
Johns Hopkins trabajará en colaboración con el Applied Physics Lab para planificar e implementar el experimento de los estudiantes. Johns Hopkins también trabajará en colaboración con el Maryland Institute College of Arts en Baltimore, que tiene un instituto de artes extremas que estará involucrado en una intersección entre la ciencia y el arte. El Hopkins Extreme Materials Institute en Baltimore, ayudará a coordinar este proyecto, y la Morgan State University en Baltimore, se prevé que colabore.
El Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, es la principal institución investigadora de DAVINCI y realizará la gestión de proyectos y el liderazgo científico para la misión, así como los proyectos de ingeniería de sistemas para desarrollar el sistema de vuelo de la sonda. Goddard también lidera el equipo científico de apoyo del proyecto y proporciona dos instrumentos clave de la sonda.
Edición: R. Castro.