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 les 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
Le lancement est prévu pour la fin des années 2020, NASALa mission DAVINCI de la NASA étudiera l’origine, l’évolution et l’état actuel de l’environnement. Vénus La mission DAVINCI (Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) enverra un vaisseau spatial et une sonde sur Vénus pour étudier de nombreux mystères non résolus de la planète. Avant de laisser tomber sa sonde de descente dans l’atmosphère de Vénus, le vaisseau spatial effectuera deux survols de la planète, prenant des mesures des nuages et de l’absorption des ultraviolets du côté jour de Vénus, et des mesures de la chaleur émanant de la surface de la planète du côté nuit. Deux ans après le lancement, la sonde de la mission, appelée Sphère de descente, pénétrera dans l’atmosphère de Vénus, ingérant et analysant les gaz atmosphériques et recueillant des images lors de sa descente vers la surface de la planète dans la région d’Alpha Regio.
La surface de Vénus est totalement inhospitalière pour la vie : stérile, sèche, écrasée sous une atmosphère dont la pression est environ 90 fois supérieure à celle de la Terre et rôtie par des températures deux fois plus élevées que celles d’un four. Mais en a-t-il toujours été ainsi ? Vénus aurait-elle été autrefois une jumelle de la Terre, un monde habitable avec des océans d’eau liquide ? C’est l’un des nombreux mystères associés à notre planète sœur enveloppée. 27 ans se sont écoulés depuis que la mission Magellan de la NASA a tourné pour la dernière fois autour de Vénus. Il s’agissait de la mission la plus récente de la NASA vers la planète sœur de la Terre et, bien que nous ayons acquis des connaissances importantes sur Vénus depuis lors, de nombreux mystères concernant la planète n’ont toujours pas été résolus. La mission DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) de la NASA espère changer cela. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA
VfOx sera monté à l’extérieur de la sphère de descente, où il mesurera la fugacité de l’oxygène – la pression partielle de l’oxygène – dans l’atmosphère profonde sous les nuages de Vénus, y compris l’environnement proche de la surface.
En analysant ces mesures révolutionnaires de VfOx, les scientifiques chercheront, pour la première fois, à identifier les minéraux les plus stables à la surface de Vénus, dans les hautes terres, et à relier la formation des roches à l’histoire de leurs récentes modifications. VfOx mesurera la quantité d’oxygène présente près de la surface de Vénus comme une “empreinte digitale” des réactions entre la roche et l’atmosphère qui ont lieu aujourd’hui. L’équilibre entre la quantité d’oxygène présente dans l’atmosphère et la quantité d’oxygène capturée dans les roches de Vénus permettra de mieux comprendre les minéraux de surface dans une région montagneuse de Vénus (appelée “tessera”) qui n’a jamais été visitée par un vaisseau spatial.
Ces images d’un prototype de l’instrument VfOx de la taille d’un bouton de chemise montrent le disque du capteur lui-même. Il a un diamètre d’un peu moins d’un centimètre (presque 0,4 pouce) et sera situé sur le côté de la sphère de descente DAVINCI. Crédit : Johns Hopkins APL
Il sera important de comprendre la quantité d’oxygène contenue dans l’atmosphère de Vénus pour se préparer à caractériser les mondes semblables à Vénus au-delà de notre système solaire avec le JWST et les futurs observatoires. La quantité d’oxygène contenue dans l’atmosphère la plus profonde de Vénus aidera les scientifiques qui étudient ces mondes lointains à distinguer l’oxygène produit par la vie, comme c’est le cas sur Terre, de l’oxygène produit uniquement par des processus chimiques abiotiques planétaires, comme c’est le cas sur Vénus.
L’instrument fonctionnera de manière similaire au capteur d’oxygène de nombreux moteurs automobiles, qui mesure la quantité d’oxygène dans le système de carburant par rapport aux autres composants du carburant. Comme tous les instruments à bord de la sphère de descente DAVINCI, VfOx doit être adapté pour survivre à l’atmosphère inhospitalière de Vénus. Même si les températures à la surface de la planète sont suffisamment chaudes pour faire fondre le plomb, les températures dans les moteurs de voitures à combustion interne sont encore plus chaudes, de sorte que VfOx fonctionnera dans un environnement comparativement plus frais sur Vénus. De plus, VfOx sera construit en céramique, un matériau résistant aux changements de température.
L’objectif motivant l’étudiant de DAVINCIL’expérience de collaboration vise à éduquer et à former de jeunes scientifiques et ingénieurs aux compétences en matière de science et d’ingénierie planétaires et à leur fournir une application réelle de ces compétences. “Nous essayons d’impliquer et d’encourager la prochaine génération de scientifiques et d’ingénieurs planétaires”, explique le Dr Noam Izenberg, chercheur principal au laboratoire de physique appliquée de l’université Johns Hopkins à Laurel, dans le Maryland, et responsable de la collaboration étudiante pour VfOx sur DAVINCI.
Les étudiants construiront l’instrument VfOx, analyseront les données qu’il renvoie de Vénus et participeront à des activités scientifiques avec l’équipe scientifique de DAVINCI. Les étudiants impliqués seront conseillés par des professeurs de l’Université Johns Hopkins à Baltimore.
L’excitation de participer activement à une véritable mission spatiale en tant qu’étudiant de premier cycle pourrait être l’un des meilleurs moyens d’attirer un groupe diversifié d’étudiants vers ce projet. “Nous voulons attirer davantage d’étudiants de tous horizons, y compris les moins favorisés et les moins représentés”, déclare le Dr Izenberg. “Il y aura beaucoup de mentors à tous les niveaux – du côté de la mission et de la science, et du côté de l’ingénierie – où les étudiants pourront trouver non seulement des mentors des professions qu’ils pourraient rechercher, mais aussi des mentors qui leur ressemblent, car l’équipe DAVINCI elle-même est assez bonne dans sa propre diversité.”
Johns Hopkins travaillera en collaboration avec l’Applied Physics Lab pour planifier et mettre en œuvre l’expérience des étudiants. Johns Hopkins travaillera également en collaboration avec le Maryland Institute College of Arts de Baltimore, qui dispose d’un institut des arts extrêmes qui sera impliqué dans une intersection entre la science et l’art. Le Hopkins Extreme Materials Institute de Baltimore aidera à coordonner ce projet, et l’université Morgan State de Baltimore est un partenaire prévu.
Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, est l’institution investigatrice principale pour DAVINCI et assurera la gestion du projet et la direction scientifique de la mission, ainsi que l’ingénierie des systèmes du projet pour développer le système de vol de la sonde. Goddard dirige également l’équipe de soutien scientifique du projet et fournit deux instruments clés sur la sonde.
