O instrumento VASI (Venus Atmospheric Structure Investigation) a bordo da missão Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gas, Chemistry, and Imaging da NASA, ou DAVINCI, a Vênus, juntamente com os outros instrumentos nesta missão, visa investigar a misteriosa atmosfera de Vênus pintando uma imagem mais detalhada do que nunca.
O VASI será instalado na esfera de descida da missão DAVINCI para saltar de paraquedas pela atmosfera de Vênus. A esfera de descida carrega um conjunto sofisticado de cinco instrumentos, incluindo o VASI, projetado coletivamente para estudar as características da atmosfera e medir como elas mudam à medida que desce.
As medições VASI fornecerão novas informações sobre a temperatura, pressão e ventos de Vênus e fornecerão a referência primária de altitude para os instrumentos de composição atmosférica da esfera de descida durante o mergulho na atmosfera abrasadora e esmagadora de Vênus.
“Na verdade, existem alguns grandes quebra-cabeças sobre a atmosfera profunda de Vênus”, disse Ralph Lorenz, cientista do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins (APL) em Laurel, Maryland, que é o líder científico do instrumento VASI. “Não temos todas as peças desse quebra-cabeça e a DAVINCI nos dará essas peças medindo a composição ao mesmo tempo que a pressão e a temperatura à medida que nos aproximamos da superfície”.
Entre os muitos mistérios da espessa atmosfera venusiana estão sua estrutura, como os vulcões podem ter interagido com a atmosfera e o que essa interação pode nos dizer sobre o futuro da Terra.
“A habitabilidade a longo prazo do nosso planeta, como o entendemos, depende da união do interior e da atmosfera”, disse Lorenz. “A abundância de dióxido de carbono a longo prazo em nossa atmosfera, da qual realmente dependemos para manter a superfície da Terra quente o suficiente para ser habitável ao longo do tempo geológico, depende dos vulcões”. Uma questão-chave é se os vulcões ainda estão ativos em Vênus. Medições detalhadas, resolvidas em altitude, das temperaturas atmosféricas, ventos e composição contribuirão para responder a esta pergunta.
No entanto, nuvens de ácido sulfúrico, pressão atmosférica de superfície cerca de 90 vezes maior que a da Terra e temperaturas de superfície em torno de 900 F (cerca de 460 C) tornam Vênus incrivelmente desafiador para explorar, e é uma tarefa hercúlea criar instrumentos que podem fazer medições sensíveis enquanto estão expostos. ao ambiente hostil de Vênus. Por causa disso, a maioria dos sensores e outros subsistemas da DAVINCI estão contidos em uma esfera de descida construída como um submarino, com construção robusta para suportar as intensas pressões atmosféricas e isolamento eficaz para proteger esses sistemas do calor intenso próximo à superfície de Vênus. No entanto, os sensores da VASI devem ser expostos diretamente a essas condições adversas para realizar seu trabalho.
“Vênus é difícil. As condições, especialmente baixas na atmosfera, tornam muito desafiador projetar a instrumentação e os sistemas para apoiar a instrumentação”, disse Lorenz. “Tudo o que tem que ser protegido do meio ambiente ou de alguma forma construído para tolerá-lo.”
À medida que a esfera desce em direção à superfície de Vênus, o VASI registrará as variações de temperatura da atmosfera com um sensor de temperatura envolto em um tubo fino de metal, como um canudo. A atmosfera aquece o tubo, que o sensor mede e registra enquanto está protegido do ambiente corrosivo.
Simultaneamente, o VASI medirá a pressão atmosférica usando uma pequena membrana de silicone dentro do instrumento. De um lado da membrana está o vácuo e do outro está a atmosfera de Vênus, que empurrará a membrana e a esticará. Este trecho será medido e usado para calcular a força da pressão.
O VASI também medirá a velocidade e direção do vento usando uma combinação de acelerômetros e giroscópios instalados na esfera de descida, além de rastreamento Doppler. Os acelerômetros medem as mudanças de velocidade e direção, enquanto os giroscópios medem as mudanças de orientação. O rastreamento Doppler também mede mudanças na velocidade e direção medindo a mudança de frequência de um sinal de rádio de um transmissor na esfera de descida, semelhante a como uma sirene de ambulância muda de tom à medida que acelera.
Os vários sensores e caixas para VASI estão sendo montados pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, com direção científica de Lorenz da APL. As medições Doppler são implementadas no sistema de rádio da DAVINCI, que é construído na APL.
A NASA Goddard é a principal instituição investigadora da DAVINCI e realizará o gerenciamento de projetos para a missão, fornecerá instrumentos científicos e engenharia de sistemas de projeto para desenvolver a esfera de descida. Goddard também lidera a equipe de suporte científico do projeto com uma equipe científica externa de todos os EUA e incluindo participação internacional.
Publicado em 23/10/2022 10h36
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