Az űrből nézve a Vénusz nagy, átlátszatlan labdaként néz ki. Rendkívül sűrű atmoszférájának köszönhetően, amely elsősorban szén-dioxidból és nitrogénből áll, lehetetlen látni a felületet hagyományos módszerekkel. Ennek eredményeként a radar, a spektroszkópiai és az ultraibolya felmérési technikák fejlesztésének köszönhetően a 20. századig keveset tudtak a felületéről.
Érdekes módon az ultraibolya sávban nézve a Vénusz csíkos golyónak tűnik, sötét és világos területek keverednek egymás mellett. A tudósok évtizedek óta elméletezték, hogy ennek oka valamilyen anyag jelenléte a Vénusz felhő tetején, amely elnyeli a fényt az ultraibolya hullámhosszon. Az elkövetkező években a NASA azt tervezi, hogy egy CubeSat missziót küld a Vénuszra, annak reményében, hogy megoldja ezt a tartós rejtélyt.
A misszió, a CubeSat UV Kísérlet (CUVE) néven a közelmúltban kapott támogatást a Planetary Science Deep Space SmallSat Studies (PSDS3) programból, amelynek székhelye a NASA Goddard űrrepülési központja. A telepítés után a CUVE meghatározza a Vénusz atmoszférájának összetételét, kémiai jellemzőit, dinamikáját és sugárzásának átvitelét ultraibolya érzékeny műszerek és egy új szén-nanocső fényvisszaverő tükör segítségével.
A missziót Valeria Cottini, a Marylandi Egyetem kutatója vezeti, aki szintén a CUVE fő kutatója (PI). Idén márciusban a NASA PSDS3 programja 10 további tanulmány közül választotta, amelynek célja missziókoncepció kidolgozása kis műholdak segítségével, a Vénusz, a Föld holdja, az aszteroidák, a Mars és a külső bolygók kivizsgálására.
A Vénusz különösen érdekes a tudósok számára, mivel nehéz vastag és veszélyes légkörének felfedezése. A NASA és más űrügynökségek ellenére rejtély marad, hogy mi okozza az ultraibolya sugárzás abszorpcióját a bolygó felhő tetején. A múltban a megfigyelések kimutatták, hogy a bolygó által kapott napenergia felét az ultraibolya sávban az atmoszféra felső rétege elnyeli - az a szint, ahol kénsav-felhők vannak.
Más hullámhosszok szétszóródnak vagy tükröződnek az űrben, és ez adja a bolygó sárgás, jellegtelen megjelenését. Számos elméletet fejlesztettek ki az ultraibolya fény abszorpciójának magyarázata érdekében, amely magában foglalja annak lehetőségét is, hogy egy abszorbenst konvektív folyamatok segítségével szállítanak a Vénusz légkörének mélyebb pontjáról. Amint eléri a felhő tetejét, ezt az anyagot a helyi szelek szétszórják, és így létrejön a szürkés abszorpciós mintázat.
Ezért úgy gondolják, hogy a fényes területek olyan régióknak felelnek meg, amelyek nem tartalmazzák az abszorbenst, míg a sötét területek igen. Amint Cottini a NASA legutóbbi sajtóközleményében rámutatott, a CubeSat misszió ideális lenne a következő lehetőségek kivizsgálására:
„Mivel a Vénusz a napenergia maximális abszorpcióját az ultraibolya sugárzásban végzi, alapvető fontosságú az ismeretlen abszorpció jellegének, koncentrációjának és eloszlásának meghatározása. Ez egy nagyon koncentrált küldetés - tökéletes egy CubeSat alkalmazáshoz. ”
Egy ilyen misszió a miniatürizálás közelmúltbeli fejlesztéseit ösztönözné, amelyek megengedték kisebb, dobozméretû müholdak létrehozását, amelyek ugyanazokat a feladatokat tudják elvégezni, mint a nagyobbik. Feladatához a CUVE egy miniatürizált ultraibolya fényképezőgépre és egy miniatűr spektrométerre (amely lehetővé teszi a légkör több hullámhosszon történő elemzését), valamint a miniatürizált navigációs, elektronikai és repülési szoftverekre.
A CUVE küldetésének másik kulcsfontosságú eleme a szén nanocsövek tükörje, amely egy olyan miniatűr távcső része, amelyet a csapat remél. Ezt a tükröt, amelyet Peter Chen (a NASA Goddard vállalkozója) fejlesztett ki, úgy készítik, hogy epoxi és szén nanocsövek keverékét öntik egy penészbe. Ezt az öntőformát ezután melegítik, hogy kikeményezzék és megszilárdítsák az epoxidot, és a tükröt bevonják egy fényvisszaverő anyaggal, alumíniummal és szilícium-dioxiddal.
Amellett, hogy könnyű és rendkívül stabil, ez a tükör viszonylag könnyű gyártani. A hagyományos lencsékkel ellentétben a hatékonysága nem igényli polírozást (drága és időigényes folyamat). Amint Cottini jelezte, ezek és a CubeSat technológia egyéb fejlesztései megkönnyíthetik az olcsó küldetéseket, amelyek képesek maguknak támogatni a Naprendszerben meglévő missziókat.
"A CUVE egy célzott küldetés, külön tudományos hasznos teherrel és kompakt busszal, hogy maximalizálják a repülési lehetőségeket, például egy utazás-megosztás egy másik Vénusz-küldetéssel vagy más célponttal" - mondta. "A CUVE kiegészítené a múltbeli, jelenlegi és jövőbeli Vénusz missziókat, és nagyszerű tudományos megtérülést kínál alacsonyabb költségek mellett."
A csapat azt várja, hogy az elkövetkező években a szondát egy nagyobb misszió másodlagos hasznos teherének részeként a Vénuszba küldik. Amint eléri a Vénust, elindul, és feltételez egy poláris pályát a bolygó körül. Becsléseik szerint a CUVE másfél évbe telik el, hogy elérje rendeltetési helyét, és a szonda körülbelül hat hónapig gyűjtsön adatokat.
Sikeres siker esetén ez a misszió előkészítheti az utat más olcsó, könnyű műholdak számára, amelyeket egy nagyobb felderítő misszió részeként más Napelemekbe telepítenek. Cottini és kollégái szintén bemutatják a CUVE műholdas és missziós javaslatát a 2017. évi Európai Bolygótudományi Kongresszuson, amelyet szeptember 17–22-én tartanak Lettországban, Rigában.
