La mission DAVINCI de la NASA étudiera l’origine, l’évolution et l’état actuel de Vénus dans des détails sans précédent, depuis le sommet des nuages jusqu’à la surface de la planète. L’objectif de la mission est d’aider à répondre à des questions de longue date sur notre planète voisine, en particulier si Vénus a déjà été humide et habitable comme la Terre. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA
L’année dernière, la NASA a sélectionné la mission DAVINCI dans le cadre de son programme Discovery. Elle étudiera l’origine, l’évolution et l’état actuel de Venus in unparalleled detail from near the top of the clouds to the planet’s surface. Venus, the hottest planet in the solar system, has a thick, toxic atmosphere filled with carbon dioxide and an incredible pressure of pressure is 1,350 psi (93 bar) at the surface.
Named after visionary Renaissance artist and scientist Leonardo da Vinci, the DAVINCI mission Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging will be the first probe to enter the Venus atmosphere since NASA’s Pioneer Venus in 1978 and USSR’s Vega in 1985. It is scheduled to launch in the late 2020s.
Now, in a recently published paper, NASA scientists and engineers give new details about the agency’s Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) mission, which will descend through the layered Venus atmosphere to the surface of the planet in mid-2031. DAVINCI is the first mission to study Venus using both spacecraft flybys and a descent probe.
DAVINCI, a flying analytical chemistry laboratory, will measure critical aspects of Venus’ massive atmosphere-climate system for the first time, many of which have been measurement goals for Venus since the early 1980s. It will also provide the first descent imaging of the mountainous highlands of Venus while mapping their rock composition and surface relief at scales not possible from orbit. The mission supports measurements of undiscovered gases present in small amounts and the deepest atmosphere, including the key ratio of hydrogen isotopes – components of water that help reveal the history of water, either as liquid water oceans or steam within the early atmosphere.
La NASA a sélectionné la mission DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble-gases, Chemistry and Imaging +) dans le cadre de son programme Discovery. Ce sera la première sonde à pénétrer dans l’atmosphère de Vénus depuis Pioneer Venus de la NASA en 1978 et Vega de l’URSS en 1985. Nommée en l’honneur de l’artiste et scientifique visionnaire de la Renaissance, Léonard de Vinci, la mission DAVINCI+ apportera les technologies du XXIe siècle au monde voisin. DAVINCI+ pourrait révéler si la planète sœur de la Terre ressemblait davantage à la planète jumelle de la Terre dans un passé lointain, peut-être hospitalier, avec des océans et des continents. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA
La sonde CRIS (carrier, relay, and imaging spacecraft) de la mission est équipée de deux instruments embarqués qui étudieront les nuages de la planète et cartographieront ses hauts plateaux pendant les survols de Vénus. Elle larguera également une petite sonde de descente équipée de cinq instruments qui fourniront un ensemble de nouvelles mesures de très haute précision pendant sa descente vers la surface infernale de Vénus.
“Cet ensemble de données sur la chimie, l’environnement et l’imagerie de descente permettra de brosser un tableau de l’atmosphère stratifiée de Vénus et de son interaction avec la surface dans les montagnes d’Alpha Regio, qui fait deux fois la taille du Texas”, a déclaré Jim Garvin, auteur principal de l’article paru dans le Planetary Science Journal et chercheur principal de DAVINCI au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. “Ces mesures nous permettront d’évaluer les aspects historiques de l’atmosphère ainsi que de détecter des types de roches particuliers à la surface, comme les granites, tout en recherchant des caractéristiques paysagères révélatrices qui pourraient nous renseigner sur l’érosion ou d’autres processus de formation.”
DAVINCI enverra une sonde d’un mètre de diamètre pour braver les températures et les pressions élevées près de la surface de Vénus et explorer l’atmosphère depuis le dessus des nuages jusqu’à la surface d’un terrain qui pourrait avoir été un ancien continent. Au cours de ses derniers kilomètres de descente en chute libre (impression d’artiste montrée ici), la sonde capturera des images spectaculaires et des mesures chimiques de l’atmosphère la plus profonde de Vénus pour la première fois. Crédit : NASA/GSFC/CI Labs
DAVINCI utilisera trois systèmes d’assistance gravitationnelle pour Vénus, qui permettent d’économiser du carburant en utilisant la gravité de la planète pour modifier la vitesse et/ou la direction du système de vol de CRIS. Les deux premières assistances gravitationnelles prépareront CRIS pour un survol de Vénus afin d’effectuer une télédétection dans l’ultraviolet et le proche infrarouge et d’acquérir plus de 60 gigabits de nouvelles données sur l’atmosphère et la surface. La troisième assistance gravitationnelle à Vénus préparera le vaisseau spatial à libérer la sonde pour l’entrée, la descente, les activités scientifiques et l’atterrissage, ainsi que pour la transmission ultérieure vers la Terre.
Le premier survol de Vénus aura lieu six mois et demi après le lancement et il faudra deux ans pour mettre la sonde en position d’entrer dans l’atmosphère au-dessus d’Alpha Regio sous un éclairage idéal à “midi”, dans le but de mesurer les paysages de Vénus à des échelles allant de 100 mètres à moins d’un mètre. De telles échelles permettent de réaliser des études géologiques de type atterrisseur dans les montagnes de Vénus sans nécessiter d’atterrissage.
La sonde DAVINCI descend à travers l’atmosphère dense de dioxyde de carbone de Vénus en direction des montagnes d’Alpha Regio. Crédit : NASA’s Goddard Space FlightCentre
Une fois que le système CRIS sera à environ deux jours de Vénus, le système de vol de la sonde sera libéré avec la sonde en titane de trois pieds (un mètre) de diamètre enfermée en toute sécurité à l’intérieur. La sonde commencera à interagir avec la haute atmosphère de Vénus à environ 120 kilomètres au-dessus de la surface. La sonde scientifique commencera ses observations après avoir largué son bouclier thermique à environ 67 kilomètres au-dessus de la surface. Une fois le bouclier thermique largué, les entrées de la sonde ingéreront des échantillons de gaz atmosphérique pour des mesures chimiques détaillées du type de celles qui ont été réalisées sur Mars with the Curiosity rover. During its hour-long descent to the surface, the probe will also acquire hundreds of images as soon as it emerges under the clouds at around 100,000 feet (30,500 meters) above the local surface.
“The probe will touch-down in the Alpha Regio mountains but is not required to operate once it lands, as all of the required science data will be taken before reaching the surface.” said Stephanie Getty, deputy principal investigator from Goddard. “If we survive the touchdown at about 25 miles per hour (12 meters/second), we could have up to 17-18 minutes of operations on the surface under ideal conditions.”
DAVINCI is tentatively scheduled to launch June 2029 and enter the Venusian atmosphere in June 2031.
“No previous mission within the Venus atmosphere has measured the chemistry or environments at the detail that DAVINCI’s probe can do,” said Garvin. “Furthermore, no previous Venus mission has descended over the tesserae highlands of Venus, and none have conducted descent imaging of the Venus surface. DAVINCI will build on what Huygens probe did at Titan and improve on what previous in situ Venus missions have done, but with 21st century capabilities and sensors.”
Reference: “Revealing the Mysteries of Venus: The DAVINCI Mission” by James B. Garvin, Stephanie A. Getty, Giada N. Arney, Natasha M. Johnson, Erika Kohler, Kenneth O. Schwer, Michael Sekerak, Arlin Bartels, Richard S. Saylor, Vincent E. Elliott, 24 May 2022, The Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/ac63c2
NASA Goddard is the principal investigator institution for DAVINCI and will perform project management for the mission, provide science instruments as well as project systems engineering to develop the probe flight system. Goddard also leads the project science support team with an external science team from across the US. Discovery Program class missions like DAVINCI complement NASA’s larger “flagship” planetary science explorations, with the goal of achieving outstanding results by launching more smaller missions using fewer resources and shorter development times. They are managed for NASA’s Planetary Science Division by the Planetary Missions Program Office at Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.
Major partners for DAVINCI are Lockheed Martin, Denver, Colorado, The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, Malin Space Science Systems, San Diego, California, NASA’s Langley Research Center, Hampton, Virginia, NASA’s Ames Research Center at Moffett Federal Airfield in California’s Silicon Valley, and KinetX, Inc., Tempe, Arizona, as well as the University of Michigan in Ann Arbor.
