Космическият апарат Venus Express на ESA приключи фазата си в пускане в орбита миналата седмица и агенцията обяви, че е готова да влезе в оперативната фаза на научната си мисия. Огледалото, използвано за насочване към инструмента, е заключено в положение „затваряне“, което не позволява на инструмента да събира данни.
На 20 април 2006 г., след първата си деветдневна издължена орбита около Венера, Венера експресът на ESA започна да се приближава до планетата, докато на 7 май достигна окончателната си 24-часова орбита. През това време и до днес космическият кораб работи безмилостно: новите данни, които влизат, вече дават първи поглед върху планетарните характеристики, които никога не са били виждани.
Ако направи първите ясни изображения на вихъра с двойно око на южния полюс на Венера - изобразен от Венера Експрес по време на първата му орбита - вече беше първа в историята на планетарното проучване и много приятна изненада за учените, никой не можеше очаквайте, че вихърът е имал структура дори по-сложна, отколкото е възможно да се предвиди.
Инфрачервените изображения, направени от ултравиолетовия / видимия / близко инфрачервения спектрометър (VIRTIS) на борда на космическия кораб, не само предоставиха първия ясен изглед на вихъра, но и дадоха много по-близък поглед върху него, когато Venus Express прелетя над южния полюс края на май тази година.
VIRTIS е инструмент, който може да работи на различни дължини на вълната. Всяка дължина на инфрачервената вълна осигурява изглед на атмосферата на Венера на различна височина, като "напречно сечение". „Когато разгледахме този гигантски вихър на различни дълбочини, разбрахме колко неговата форма варира в надморската височина“, казва Пиер Дросарт, главен следовател на VIRTIS, от обсерваторията на Париж, Франция. „Сякаш разглеждахме различни структури, а не една-единствена. А новите данни, които току-що започнахме да събираме и анализираме, разкриват още по-силни разлики “.
Причината, поради която морфологията на вихъра варира толкова силно по "вертикална" линия, все още не е обяснена. „Ето защо ние организираме кампания за наблюдение на южния полюсен вихър, изцяло посветена на решаването на този неочакван пъзел“, каза Джузепе Пикчиони, главен изследовател на VIRTIS. „Първо искаме да разберем как е организирана структурата - всъщност с VIRTIS изграждаме истински 3D изглед на вихъра. Тогава се надяваме да успеем да разберем по-добре кои са движещите сили, които го оформят “.
Проследяване на облаци и ветрове
Докато Venus Express летеше над планетата, много други детайли от гъстата атмосфера също започнаха да се появяват. Както камерата за наблюдение на Венера (VMC), така и инструментите VIRTIS започнаха да наблюдават облачната система и да проследяват сложната й динамика, докато спектрометрите SpicaV / SOIR започнаха да извличат информация за атмосферната химия и температурата.
Ултравиолетовите изображения от камерата на VMC показват сложната морфология на облачната палуба, характеризираща се с много тънки ивици с нисък контраст, вероятно поради наличието на силни ветрове, които произвеждат удължени структури. Може да се види и набор от периодични „вълнови“ модели в облаците, вероятно поради локалното изменение на температурата и налягането или на вид приливни сили в действие на Венера.
Едно от най-важните потвърждения от първия набор от анализирани от учените данни е откриването на т. Нар. Ултравиолетови маркировки с ултравиолетови лъчи, които се виждат и като по-тъмни характеристики на VMC мозаечното изображение. Те се наричат така, защото поглъщат почти половината от слънчевата енергия, получена от планетата. Загадъчното вещество, което причинява това усвояване, все още представлява истински пъзел за учените.
„Разбирането какъв е произходът на тези ултравиолетови маркировки и това, което прави поглъщащата им сила толкова висока, е една от основните цели на Venus Express“, казва Войчех Дж. Маркевич, главен изследовател на VMC, от Института „Макс Планк“ за изследване на слънчевата система в Линдау , Германия. „Вече имаме потвърждение, че всъщност можем да ги видим, така че можем да започнем да работим, за да разберем какъв е източникът им. Поради невероятната си поглъщаща сила, те са много важни за разбирането на общия радиационен и топлинен баланс на планетата, а също и на атмосферната динамика “.
Проследяването на движението на облака и започването на характеристика на скоростта на вятъра е упражнение, което учените от Venus Express вече са започнали. Грандиозна нощна гледка към средните до ниските атмосферни слоеве на ниски ширини (между 20 ° и 90 ° юг) от VIRTIS, показват, че облаците са ясно изтласкани от ветровете.
„Вече можем да направим първа качествена оценка на вятърните полета и циркулацията, което е удобно да съвпада с предишното измерване от мисията„ Галилео “над северния полюс“, продължи Джузепе Пикчони. „Сега събираме повече данни от различни атмосферни дълбочини, за да можем да предоставим първите точни числа, вероятно в близко бъдеще“.
„Събираме и първата информация за второстепенните химични компоненти на атмосферата, като въглероден оксид“, добави Пиер Дросарт. „С VIRTIS можем да видим в атмосферата на южното полукълбо по-дълбоко от всяка друга предишна мисия и започнахме да събираме данни за все още непознатата химия на долните атмосферни слоеве, за да изградим глобална картина. Изучаването на изменението на незначителните химични съединения на различни географски ширини и дълбочини също е много полезен следа за глобалното атмосферно движение. "
Изненада в атмосферния „връх“
Когато разглеждаха по-високите слоеве на атмосферата с Venus Express, учените бяха поети още веднъж изненадано. Всъщност се знае, че облачната палуба на Венера е дебела около 20 километра и се простира до около 65 километра надморска височина над планетата. Първите измервания на звездна окултура, правени някога на Венера благодарение на спектрометър SpicaV, разкриха, че от нощната страна облачната палуба всъщност се простира до 90 километра надморска височина под формата на напълно непрозрачна мъгла и след това продължава като по-прозрачна мъгла до 105 километра.
Звездната окултация е техника, която позволява да се определи състава на атмосферата на планетата, като се гледа „залезът“ на заострена звезда през самата атмосфера. "На Земята атмосферата става напълно чиста вече над 20 километра надморска височина", казва Жан-Луп Берто, главен следовател SpicaV / SOIR, от Службата за управление на CNRS, Франция.
„Бяхме истински изумени, като видяхме колко неочаквано може да се стигне до маранята на Венера. Всъщност както на Земята, така и на Венера, на около 20 километра понякога е възможно да се видят капчици сярна киселина. На Земята те идват от вулканични изригвания. Кара ни да се чудим дали на Венера, където различно от Земята капчиците образуват много гъсти облаци, произходът им също е вулканичен. “
Явлението мъгла може да се дължи на кондензация на вода в ледени кристали от нощта, но е твърде рано да се изключат други обяснения. „Сега трябва да съберем и изучим повече данни, за да разберем това явление във високата атмосфера - област, която преди SpicaV все още беше почти неизследвана“, завърши той.
Берто също изрази задоволството си от атмосферното откриване на „тежка вода“ - молекула, подобна на водата, но с по-голяма маса - благодарение на спектрометъра SOIR. „Откриването на тежка вода в атмосферата на планета и нейният процент спрямо нормалната вода е много важно да разберем колко вода е присъствала на планетата в миналото и каква част от нея е избягала“, добави Берто.
„Количеството водна пара, присъстващо днес в атмосферата на Венера, би било достатъчно, за да покрие планетата с 3-сантиметров дълбок течен слой. Ако разберем, че тежката вода - следа от първоначалната вода - масово присъства в най-горните слоеве на атмосферата, където тя може по-лесно да избяга, отколкото количеството вода в миналото може да е съответствало на слой до няколко стотин метра дълбочина - завърши Берто.
Изучаването на процеса на атмосферно бягство на Венера всъщност е една от основните цели на друг инструмент на Venus Express - ASPERA (анализатор на космическата плазма и енергийните атоми). Инструментът вече откри масираното изтичане на кислород и проследи траектории на други планетарни йони, като еднозаряден хелий.
„Това ранно откриване потвърждава силното взаимодействие между слънчевата среда и атмосферата на Венера - планета без планетарно магнитно поле, за да я предпази от входящия слънчев вятър“, казва Станислав Барабаш, главен изследовател на ASPERA от Шведския институт за космическа физика в Кируна, Швеция. „Изследването на това взаимодействие ще даде важни улики за сложния набор от механизми, чрез които атмосферните газове се губят в космоса, както и за влиянието, което това може да има върху климата на Венера през геоложки времеви мащаби“, заключи той.
Състоянието на космическия кораб
На 4 юли 2006 г. Venus Express издържа важен изпит. Съвет на ESA обяви приключването на фазата на пускане в орбита на космическия кораб и обяви, че космическият кораб е изпълнил необходимите изисквания за официално влизане в експлоатационната фаза на своята научна мисия.
Фазата на въвеждане в експлоатация на Венера, започнала на 7 май, когато Venus Express достигна окончателната си 24-часова орбита около планетата, и приключи на 4 юни тази година, е поредица от операции, насочени към валидиране на работата на космическия кораб и неговите системи на Венера околната среда, научните инструменти и всички наземни системи и операции.
Космическият апарат и инструментите показват като цяло добро представяне. Въпреки това, един от инструментите на борда - Планетарният спектриметър на фурие (PFS) - показа неизправност, която все още не може да бъде отстранена в серията от опити, извършени досега в космоса. PFS скенерът - огледалото, необходимо на инструмента за насочване - понастоящем е блокиран в тясно положение, което не позволява на спектраметъра на инструмента да „вижда“ целите си.
Комитетът за проверка за въвеждане в експлоатация одобри серия от дейности и допълнителни тестове в орбита, които ще бъдат проведени през следващите месеци, както и поредица от независими разследвания, за да се проучи произходът на проблема. Междувременно други инструменти ще покрият някои от целите на PFS.
PFS е проектиран да измерва химичния състав и температурата на атмосферата на Венера. Освен това е в състояние да измерва повърхностната температура и по този начин да търси признаци на вулканична активност.
Оригинален източник: ESA News Release
