El instrumento VASI (Venus Atmospheric Structure Investigation) a bordo de la misión de la NASA a Venus, DAVINCI, junto con los otros instrumentos de esta misión, tiene como objetivo investigar la misteriosa atmósfera de Venus.
VASI se instalará en la esfera de descenso de la misión DAVINCI para lanzarse en paracaídas a través de la atmósfera de Venus. La esfera de descenso lleva un conjunto sofisticado de cinco instrumentos, incluido VASI, diseñados colectivamente para estudiar las características de la atmósfera y medir cómo cambian a medida que desciende.
Las mediciones que realice VASI proporcionarán nueva información sobre la temperatura, la presión y los vientos de Venus y facilitarán la principal referencia de altitud a los instrumentos de composición atmosférica de la esfera de descenso durante la inmersión en la abrasadora y aplastante atmósfera de Venus.
Créditos: NASA/GSFC.
“Actualmente, hay algunos enigmas sobre la atmósfera profunda de Venus”, dijo Ralph Lorenz, científico del Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) en Laurel, Maryland, quien es el líder científico del instrumento VASI. “No tenemos todas las piezas de ese rompecabezas y DAVINCI nos dará esas piezas midiendo la composición al mismo tiempo que la presión y la temperatura a medida que nos acercamos a la superficie”.
Entre los muchos misterios de la espesa atmósfera de Venus se encuentra su estructura, cómo han podido interactuar los volcanes con la atmósfera y qué puede decirnos esa interacción sobre el futuro de la Tierra.
“La habitabilidad a largo plazo de nuestro planeta, tal como la entendemos, se basa en la conexión del interior y la atmósfera”, dijo Lorenz. “La abundancia a largo plazo de dióxido de carbono en nuestra atmósfera, en la que realmente confiamos para mantener la superficie de la Tierra lo suficientemente caliente como para ser habitable durante el tiempo geológico, depende de los volcanes”. Una pregunta clave es si los volcanes todavía están activos en Venus. Las mediciones en altitud de las temperaturas atmosféricas, los vientos y la composición contribuirán a responder a esta pregunta.
Sin embargo, las nubes de ácido sulfúrico, la presión atmosférica superficial, unas 90 veces más alta que la de la Tierra, y las temperaturas superficiales de alrededor de 460 C hacen que Venus sea increíblemente difícil de explorar, y es una tarea hercúlea crear instrumentos que puedan realizar mediciones sensibles mientras están expuestos al duro entorno de Venus. Debido a estos factores, la mayoría de los sensores y otros subsistemas de DAVINCI están encapsulados en una esfera de descenso construida como un submarino, con una construcción robusta para soportar las intensas presiones atmosféricas y un aislamiento eficaz para proteger estos sistemas del intenso calor imperante cerca de la superficie de Venus. Los sensores de VASI deben exponerse directamente a estas duras condiciones para hacer su trabajo.
“Venus es difícil. Las condiciones, especialmente las bajas en la atmósfera, hacen que sea muy difícil diseñar la instrumentación y los sistemas para respaldar esa instrumentación”, dijo Lorenz. “Todo eso tiene que estar protegido del medio ambiente o construido de alguna manera capaz de tolerarlo”.
A medida que la esfera descienda hacia la superficie de Venus, VASI registrará las variaciones de temperatura de la atmósfera con un sensor de temperatura envuelto en un tubo de metal delgado, como una pajita. La atmósfera calentará el tubo, que el sensor medirá y registrará mientras se mantiene protegido del corrosivo ambiente.
Simultáneamente, VASI medirá la presión atmosférica usando una pequeña membrana de silicona encerrada en el instrumento. En un lado de la membrana hay un vacío y en el otro estará la atmósfera de Venus, que empujará la membrana y la estirará. Esa variación será medida y utilizada para calcular la fuerza de la presión.
VASI también medirá la velocidad y la dirección del viento utilizando una combinación de acelerómetros y giroscopios instalados en la esfera de descenso, además del seguimiento Doppler. Los acelerómetros miden los cambios de velocidad y dirección, mientras que los giroscopios miden los cambios de orientación. El seguimiento Doppler también mide los cambios en la velocidad y la dirección estudiando el cambio de frecuencia de una señal de radio de un transmisor en la esfera de descenso, de forma similar a cómo la sirena de una ambulancia cambia de tono a medida que avanza.
Los diversos sensores y carcasas de VASI están siendo ensamblados en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, con la dirección científica de Lorenz del APL. Las mediciones Doppler se implementan en el sistema de radio de DAVINCI, que se construye en el APL.
El Goddard Space Flight Centerde la NASA es la principal institución investigadora de DAVINCI y realizará la gestión de proyectos para la misión, proporcionará instrumentos científicos y proyectos de ingeniería de sistemas para desarrollar la esfera de descenso. Este centro también dirige el equipo de apoyo científico del proyecto con un equipo científico externo de todo E.E.U.U. e incluye participación internacional.
Noticia original (en inglés)
Edición: R. Castro.