¿Como será la nueva misión de la NASA, DAVINCI +, que explorará Venus?

A pesar de las similitudes de la Tierra y Venus en tamaño y ubicación, en la actualidad, son planetas muy diferentes. Mientras que la Tierra tiene océanos de agua y vida abundante, Venus es seco y abruptamente inhóspito. Venus está más cerca del Sol (a un 70 por ciento de la distancia a la que está la Tierra) es mucho más caliente, con temperaturas en la superficie lo suficientemente altas como para derretir el plomo. Su superficie abrasada está oscurecida por nubes de ácido sulfúrico y está sofocada por una atmósfera espesa formada principalmente por dióxido de carbono, con más de 90 veces la presión de la Tierra, lo que hace que el aire se comporte más como un fluido que como un gas cerca de su superficie.

Sin embargo, los científicos piensan que en una época anterior, y quizás durante miles de millones de años, Venus pudo haberse parecido más a la Tierra, pudo haber sido un planeta con océanos de agua potencialmente habitable para la vida. Los expertos plantean la hipótesis de que algo causó un efecto “invernadero descontrolado” en la atmósfera de Venus, aumentando la temperatura y vaporizando sus océanos. La misión DAVINCI + de la NASA está programada para explorar Venus y determinar si pudo fue habitable y comprender cómo estos mundos tan similares acabaron con destinos tan diferentes.

“Venus es una ‘piedra Rosetta’ para leer los registros del cambio climático, la evolución de la habitabilidad y lo que sucede cuando un planeta pierde su superficie oceánica”, dijo James Garvin, investigador principal de DAVINCI + en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Pero Venus es ‘difícil’ ya que cada pista está oculta detrás de la cortina de una masiva atmósfera opaca con condiciones inhóspitas para la exploración de la superficie, por lo que tenemos que ser inteligentes y llevar nuestras mejores ‘herramientas científicas’ a Venus de forma innovadora con misiones como DAVINCI +. La misión ‘DAVINCI +’ se llamó así en honor al pensamiento renacentista inspirado y visionario de Leonardo da Vinci, que fue más allá de la ciencia para conectarse con la ingeniería, la tecnología e incluso el arte”.

El impacto científico de DAVINCI + llegará más allá del sistema solar, hasta planetas similares a Venus que orbitan otras estrellas (exoplanetas), que se estima que son comunes y supondrán  objetivos importantes para el James Webb Space Telescope de la NASA.

Estos planetas pueden ser difíciles de estudiar, especialmente si están envueltos en espesas nubes parecidas a Venus.

DAVINCI + utilizará observaciones tanto desde arriba como desde dentro de la atmósfera para responder preguntas importantes sobre cómo se formó Venus, cómo evolucionó y cómo posiblemente perdió su habitabilidad (y los océanos superficiales). Su “movilidad vertical natural” se extenderá desde la parte superior de la atmósfera, a través de las nubes, y luego a lo largo de la atmósfera profunda hasta justo por encima de la superficie, donde se tomarán imágenes de paisajes montañosos en 3D junto con datos detallados de su composición química.
Créditos: visualización GSFC de la NASA y CI Labs Michael Lentz y colegas.

“Venus es el ‘exoplaneta de nuestro patio de atrás’ que puede ayudarnos a comprender planetas analógicos distantes al proporcionar datos para mejorar los modelos informáticos que usaremos para interpretar los planetas exo-Venus”, dijo Giada Arney, investigadora principal adjunta de DAVINCI + de la NASA en Goddard. “Hay muchas cosas sobre Venus que todavía no entendemos, y aquí es donde llega DAVINCI +. Es emocionante, si Venus fue habitable en el pasado, ¡algunos planetas exo-Venus también podrían serlo! Por lo tanto, la investigación de la evolución de Venus con DAVINCI + puede ayudarnos a comprender mejor cómo se distribuyen los planetas habitables en otras partes del universo y cómo evolucionan los planetas habitables con el tiempo en un sentido general”.

La misión, Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry e Imaging Plus, consistirá en una nave espacial y una sonda. La nave rastreará los movimientos de las nubes y mapeará la composición de la superficie de Venus, midiendo la emisión de calor que escapa al espacio a través de la gruesa atmósfera. La sonda descenderá a través de la atmósfera, muestreando su composición química, la temperatura, la presión y los vientos. La sonda también obtendrá las primeras imágenes en alta resolución de Alpha Regio (una antigua sierra del doble del tamaño de Texas con montañas escarpadas) en busca de pruebas que indiquen que el agua de la corteza influyó en los materiales de la superficie.

El lanzamiento está previsto para el año 2030, con dos sobrevuelos de Venus antes del descenso de la sonda. Los sobrevuelos son la fase inicial de la misión, en la que se realizarán trabajos de teledetección para estudiar la circulación atmosférica y analizar la composición de la superficie. Aproximadamente dos años después, la sonda será liberada para realizar su investigación de la atmósfera durante un descenso que durará aproximadamente una hora antes de aterrizar en Alpha Regio.

“El siguiente paso en la exploración de Venus requiere una carga útil de instrumentos que pueda desarrollar capacidades modernas para recabar conjuntos de datos que significativamente transformen nuestra comprensión de nuestro vecino planetario”, dijo Stephanie Getty, investigadora principal adjunta de DAVINCI + en Goddard.

“DAVINCI + lleva instrumentación innovadora adecuada para enfrentar los mayores problemas para realizar ciencia en Venus, y estamos entusiasmados de tener a una comunidad científica enérgica en nuestro viaje, mientras recibimos los conjuntos de datos de dinámica química, geológica y atmosférica que generarán los próximos grandes descubrimientos, y las siguientes grandes preguntas sobre Venus y planetas similares a Venus”.

La sonda contendrá cuatro instrumentos. Dos de ellos, el Venus Mass Spectrometer (VMS) y el Venus Tunable Laser Spectrometer (VTLS), llevarán a cabo el primer estudio completo de composición de toda la sección transversal de los gases atmosféricos de Venus, buscando pistas sobre cómo, cuándo y por qué el clima de Venus puede haber cambiado de forma tan extrema. El tercer instrumento, el Venus Atmospheric Structure Investigation (VASI), medirá la presión, la temperatura y los vientos desde una altura de 70 kilómetros hasta la superficie, con una resolución al menos 10 veces mayor que cualquier sonda de Venus anterior. Después de que la sonda caiga bajo la gruesa capa de nubes, el instrumento Venus Descent Imager (VenDI) tomará cientos de imágenes en infrarrojo cercano de las tierras altas de Alpha Regio, que el equipo utilizará para hacer mapas de topografía y composición. Estas imágenes mostrarán paisajes únicos de Venus a las altas resoluciones típicas de los módulos de aterrizaje (cerca de la superficie).

La nave espacial tendrá otro instrumento compuesto por un conjunto de cuatro cámaras llamado VISOR (Venus Imaging System de Orbit for Reconnaissance). Una cámara será sensible a la luz ultravioleta para rastrear los movimientos de las nubes en la atmósfera. Además, un conjunto de tres cámaras sensibles a la luz del infrarrojo cercano podrá identificar la composición de regiones de la superficie mediante el análisis de la emisión de calor desde la superficie cuando la nave espacial esté sobre el lado nocturno de Venus. Dado que la composición de las rocas puede verse influenciada por el agua, estas imágenes darán pistas sobre cómo los océanos antiguos pudieron haber dado forma a la corteza de Venus. El conjunto de cámaras proporcionará los primeros mapas de composición de Ishtar Terra, el “continente” de alta latitud de Venus con un rango de altura de hasta 11 kilómetros. Ishtar puede ser la última manifestación de una especie de tectónica de placas que se apagaría cuando los océanos se disiparon hace unos mil millones de años.

NASA Goddard es la institución investigadora principal, gestionará el proyecto para la misión y proporcionará la ingeniería de sistemas para desarrollar el sistema de vuelo de la sonda. Goddard construirá el instrumento VMS en colaboración con la Universidad de Michigan y los sistemas de sensores del instrumento VASI. Goddard también lidera el equipo de apoyo científico del proyecto.

El socio principal es Lockheed Martin ubicado en Denver, Colorado, que construirá el aeroshell y backshell (el sistema de entrada y descenso) para llevar la sonda a la atmósfera y proporcionará los paracaídas para colocarla en la trayectoria de descenso adecuada, así como a la nave espacial, desarrollará el sistema de telecomunicaciones de sobrevuelo para la sonda, la plataforma científica de sobrevuelo para el conjunto de cámaras VISOR y la nave espacial portadora/orbital. El Johns Hopkins University Applied Physics en Laurel, Maryland, proporcionará la radio Frontier bidireccional que la misión utilizará para la comunicación entre la sonda y la nave espacial, así como el liderazgo científico del elemento VASI. El Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California, proporcionará el instrumento VTLS. Malin Space Science Systems en San Diego, California, proporcionará las cámaras, incluida la cámara de descenso VenDI y la suite VISOR orbital/de sobrevuelo. El Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, brindará apoyo a los sistemas de entrada y descenso y el Centro de Investigación Ames de la NASA en el Aeródromo Federal Moffett en Silicon Valley, California, colaborará en el sistema de protección térmica y los sistemas de medición de los sistemas de entrada. KinetX, Inc. en Tempe, Arizona, apoyará la dinámica de vuelo y el desarrollo de trayectorias con Goddard y Lockheed Martin.

Las misiones del Discovery-Program como DAVINCI +, complementan las exploraciones científicas planetarias “insignia” más grandes de la NASA, con el objetivo de lograr resultados sobresalientes mediante el lanzamiento de misiones pequeñas con menos recursos y tiempos de desarrollo cortos. Son administrados para la Planetary Science Division de la NASA por la Planetary Missions Program Office at Marshall Space Flight Center en Huntsville, Alabama. Las misiones están diseñadas y dirigidas por un investigador principal, que reúne a un equipo de científicos e ingenieros para abordar cuestiones científicas clave sobre el sistema solar.

Edición: R. Castro.