ESA's volgende missie naar Venus is vandaag officieel 'aangenomen' door het Science Programme Committee van het Agentschap. EnVision zal Venus bestuderen van zijn binnenste kern tot zijn buitenste atmosfeer en zo belangrijke nieuwe inzichten verschaffen in de geschiedenis, de geologische activiteit en het klimaat van de planeet. Het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie gaat mee aan boord met het VenSpec-H-instrument om in de atmosfeer van Venus potentiële sporen van vulkanisme en oppervlakteveranderingen te detecteren.
Venus is de naaste buur van de aarde - veel dichterbij dan Mars - en lijkt qua massa en grootte erg op onze thuisplaneet. In tegenstelling tot de aarde is het echter geen aangename plek om te bezoeken. Van alle rotsachtige hemellichamen in het zonnestelsel heeft Venus de dichtste atmosfeer. De planeet is volledig bedekt met dikke wolkenlagen die voornamelijk uit zwavelzuur bestaan. Het oppervlak van Venus is gemiddeld een verzengende 464 °C, met een verpletterende luchtdruk die 92 keer zo hoog is als die van de aarde. Dit doet ons afvragen: hoe en wanneer is de tweelinghelft van de aarde zo onherbergzaam geworden?
Wetenschap met EnVision
De metingen van EnVision zullen helpen om belangrijke mysteries van onze hete buur te ontrafelen. EnVision zal bijvoorbeeld onthullen hoe vulkanen, platentektoniek en inslagen van asteroïden het oppervlak van Venus hebben gevormd en hoe geologisch actief de planeet vandaag de dag is. De missie zal ook de binnenkant van de planeet onderzoeken en gegevens verzamelen over de structuur en dikte van de kern, mantel en korst van Venus. Ten slotte zal ze het weer en klimaat op Venus bestuderen, inclusief hoe deze worden beïnvloed door geologische activiteit op de grond.
Bijzonder aan EnVision is de benadering van de missie om de hele planeet als een systeem te bestuderen. Ze zal het oppervlak, het inwendige en de atmosfeer van Venus onderzoeken met een nooit geziene nauwkeurigheid, wat ons toelaat te begrijpen hoe ze werken en met elkaar interageren. EnVision zal bijvoorbeeld meerdere meettechnieken gebruiken om te zoeken naar tekenen van actief vulkanisme aan het oppervlak en in de atmosfeer.
legt Anne Grete Straume-Lindner, projectwetenschapper van de missie, uit.
Om dit holistische onderzoek mogelijk te maken, zal EnVision een uitgebreide set wetenschappelijke instrumenten meenemen. Het zal de eerste missie zijn om rechtstreeks onder het oppervlak van Venus te sonderen, door gebruik te maken van zijn ondergrondradar sounder. Een tweede radarinstrument, VenSAR, zal het oppervlak in kaart brengen met een resolutie tot 10 meter en eigenschappen zoals oppervlaktestructuur bepalen. Drie verschillende spectrometers zullen de samenstelling van het oppervlak en de atmosfeer bestuderen. En een radiowetenschappelijk experiment zal radiogolven gebruiken om de interne structuur van de planeet en de eigenschappen van de atmosfeer te bestuderen.
Sterke instrumentale erfenis
EnVision wordt de tweede Europese missie naar Venus, nadat ESA's Venus Express in 2014 opbrandde in de lagere atmosfeer van Venus na 9 prachtige jaren van wetenschappelijke dataverzameling. Het is ook de tweede keer dat het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA) aan boord is, aangezien het instituut bijdroeg aan Venus Express met SPICAV, een beeldspectrometer voor ultraviolette en infrarode straling.
SPICAV was afgeleid van het SPICAM-instrument op Mars Express, dat was uitgerust met twee kanalen, één voor ultraviolette golflengten en één voor infrarood. SPICAV behield deze kanalen en voegde er een extra kanaal aan toe (SOIR, Solar Occultation at Infrared) om de zon door de atmosfeer van Venus te observeren bij langere infrarode golflengten.
Het SOIR-instrument was zo succesvol dat twee van de drie kanalen van het NOMAD-instrument (SO en LNO), dat zich momenteel aan boord van de ExoMars Trace Gas Orbiter bevindt, gebaseerd zijn op de expertise. Het BIRA bouwt nu verder op dit belangrijke erfgoed met de ontwikkeling van de VenSpec-H spectrometer.
De Venus Spectrometer met Hoge Resolutie
VenSpec-H staat voor Venus Spectrometer met Hoge Resolutie. Het is een van de drie spectrometers in de VenSpec-suite, samen met VenSpec-M (DLR, Duitsland) en VenSpec-U (CNES, Frankrijk).
Het doel van deze spectrometer is om 's nachts de atmosfeer nabij het aardoppervlak in kaart te brengen en overdag de atmosfeer boven het wolkendek. Meer specifiek zal VenSpec-H gassen meten, zoals water (H2O en HDO), zwaveldioxide (SO2) of koolstofsulfide (OCS) door gebruik te maken van hun infraroodsignaturen om hun abundantie te monitoren. Deze atmosferische soorten zijn potentiële tracers van vulkanisme en oppervlakteveranderingen op Venus.
Bovendien zullen deze waarnemingen ons helpen om hun effect op het instandhouden en de dynamiek van wolken en de uitwisselingen tussen de verschillende regio's van de atmosfeer te begrijpen.
Het BIRA is verantwoordelijk voor het ontwerp, de productie, het testen en de levering van het instrument aan het Europees Ruimteagentschap (ESA). Dr. Ir. Ann C. Vandaele is de hoofdwetenschapper van het instrument, Dr. Ir. Eddy Neefs zijn System Engineer en vele wetenschappers en ingenieurs bij het BIRA zijn nauw betrokken bij het ontwerp.
Het BIRA beheert ook een vrij uitgebreid en complex consortium waarbij veel andere Europese landen betrokken zijn, zoals Zwitserland, Spanje, Tsjechië, Nederland en Portugal, inclusief wetenschappers, ingenieurs en industriële partners, met samenwerking en coördinatie op het niveau van de VenSpec suite, zowel op wetenschappelijk als op technisch niveau.
De VenSpec-suite aan boord van EnVision, en in het bijzonder VenSpec-H, zal helpen beter te begrijpen hoe Venus, onze naaste buur, zo'n vijandige omgeving is geworden met temperaturen van meer dan 400 °C en een druk die bijna 100 keer hoger is dan op aarde. Het instrument zal ook licht werpen op de rol van enkele spoorgassen in het aanhoudende wolkensysteem, dat voornamelijk bestaat uit zwavelzuurdruppeltjes
zegt Séverine Robert, de Instrument Scientist. En Eddy Neefs vult aan:
Het BIRA was betrokken bij de vorige ESA-missie naar Venus (Venus Express) met het SOIR-instrument. De selectie van het VenSpec-H instrument is de bevestiging en erkenning van onze expertise in dit exploratiedomein.
Meer lezen:
ESA persbericht: "We're heading for Venus: ESA approves EnVision"
