Body text
EnVision, Europa’s missie naar Venus
De lancering van ESA’s EnVision missie staat gepland voor november 2031. Het doel van de missie is om de meest allesomvattende studie ooit te maken van de zusterplaneet van onze Aarde en zo een beter inzicht te verwerven in haar geschiedenis en in de huidige activiteit en klimaat.
Venus herbergt immers nog tal van onopgeloste mysteries, van de samenstelling van het inwendige en mogelijke vulkanische activiteit aan het oppervlak tot intrigerende processen in de atmosfeer, die vermoedelijk afkomstig zijn uit vulkanisme. In januari 2024 keurde ESA de missie officieel goed, waardoor de implementatie van start kon gaan.
VenSpec-H meet de atmosfeer van Venus boven en onder het dikke wolkendek
VenSpec-H is een hoge-resolutie infraroodspectrometer aan boord van EnVision, ontwikkeld onder de wetenschappelijke leiding van de afdeling Planeetatmosferen van het BIRA. Het instrument zal de atmosfeer van Venus analyseren, door overdag de gassen boven de wolken te meten, en ‘s nachts de diepere lagen onder de wolken. Dit laatste kan door gebruik te maken van vensters die transparant zijn in het infrarode golflengtegebied.
Naast de studie van de atmosferische samenstelling (o.a. H2O, HDO, OCS, CO, HF, SO2, HCl) focust VenSpec-H op het zeer uitgesproken broeikaseffect dat de ganse planeet in een wurggreep houdt.
In 2023-2024 coördineerde het ingenieursdepartement van het BIRA de technische ontwikkeling van het instrument en leidde het een breed internationaal consortium.
VenSpec-H is opgebouwd rondom een echellerooster, dat het licht vanuit de nadirrichting van Venus omzet in een spectrum. Om verstoring door zijn eigen thermische straling te voorkomen, worden het rooster en de andere optische elementen van de spectrometer gekoeld tot -45 °C gedurende de metingen. Aan de ingang van deze koude spectrometer selecteert een filterwiel de gewenste spectrale banden. Aan de uitgang van de spectrometer vangt een detector, die gekoeld wordt tot -135 °C, het spectrum op. Dit spectrum wordt vervolgens door de elektronica van het instrument verwerkt, vooraleer het naar de aarde wordt doorgestuurd.
Ontwikkeling en validatie van een demonstratiemodel
In 2021-2022 werd er een numeriek eindig-elementenmodel en een thermisch geometrisch model in software ontwikkeld, waarmee gespecialiseerde partners simulaties uitvoerden om af te toetsen of het uitgetekende instrument structureel en thermisch correct zal functioneren. In 2023-2024 bouwde en assembleerde het ingenieursteam van het BIRA intern een demonstratiemodel van het instrument. Dit fysieke model is zowel structureel als thermisch representatief voor het latere vluchtmodel. Het wordt gebruikt voor het testen van enkele essentiële concepten, waarna de testresultaten worden vergeleken met de bevindingen uit de softwaresimulaties.
Om de mechanische belasting na te bootsen die het instrument zal ondervinden tijdens de lancering onderging het demonstratiemodel een vibratietest. Daaruit vloeiden een aantal verbeteringen aan het ontwerp voort. In 2025 is er nog een thermisch-vacuüm test gepland die de thermische omgeving in het luchtledige van de ruimte zal imiteren.
