La misión Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI), de la Nasa, cuyo lanzamiento está previsto para junio de 2029 y su ingreso en la atmósfera de Venus en junio de 2031, descenderá a través de las capas de su atmósfera de Venus hasta la superficie del planeta. Se trata de la primera misión para estudiar Venus utilizando sobrevuelos de naves espaciales y una sonda de descenso.
DAVINCI, un laboratorio volador de química analítica, medirá por primera vez aspectos críticos del sistema masivo de atmósfera y del clima de Venus, muchos de los cuales han sido objetivos de medición para Venus desde principios de la década de 1980. También proporcionará la primera imagen de descenso de las tierras altas montañosas de Venus mientras mapea su composición rocosa y el relieve de la superficie a escalas que no son posibles desde la órbita.
La misión respalda las mediciones de gases no descubiertos presentes en pequeñas cantidades y en la atmósfera más profunda, incluida la proporción clave de isótopos de hidrógeno, componentes del agua que ayudan a revelar la historia del agua, ya sea como océanos de agua líquida o como vapor dentro de la atmósfera primitiva. La sonda de atmósfera profunda DAVINCI descenderá a través de la densa atmósfera de dióxido de carbono de Venus hacia las montañas Alpha Regio.
La nave espacial portadora, repetidora y de imágenes (CRIS) de la misión tiene dos instrumentos a bordo que estudiarán las nubes del planeta y mapearán sus áreas montañosas durante los sobrevuelos de Venus y también lanzarán una pequeña sonda de descenso con cinco instrumentos que proporcionarán una mezcla de nuevas mediciones en altísima precisión durante su descenso a la infernal superficie de Venus.
«Este conjunto de datos de imágenes químicas, ambientales y de descenso pintará una imagen de la atmósfera de Venus en capas y cómo interactúa con la superficie en las montañas de Alpha Regio, que tiene el doble del tamaño de Texas», dijo Jim Garvin, autor principal de un artículo en Planetary Science Journal e investigador principal de DAVINCI del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la Nasa en Greenbelt, Maryland.
“Estas mediciones nos permitirán evaluar aspectos históricos de la atmósfera, así como detectar tipos especiales de rocas en la superficie, como granitos, al mismo tiempo que buscamos características del paisaje reveladoras que podrían informarnos sobre la erosión u otros procesos de formación”.
DAVINCI hará uso de tres asistentes de gravedad de Venus, que ahorran combustible al usar la gravedad del planeta para cambiar la velocidad y/o la dirección del sistema de vuelo CRIS. Las dos primeras asistencias de gravedad configurarán CRIS para un sobrevuelo de Venus para realizar sensores remotos en luz ultravioleta e infrarroja cercana, adquiriendo más de 60 gigabits de nuevos datos sobre la atmósfera y la superficie. La tercera asistencia de gravedad de Venus configurará la nave espacial para liberar la sonda para la entrada, el descenso, la ciencia y el aterrizaje, además de la transmisión de seguimiento a la Tierra.
El primer sobrevuelo de Venus será seis meses y medio después de su lanzamiento y le llevará dos años colocar la sonda en posición para ingresar a la atmósfera sobre Alpha Regio bajo una iluminación ideal al «mediodía», con el objetivo de medir los paisajes de Venus en escalas que van desde 100 metros hasta más finas que un metro. Estas escalas permiten realizar estudios geológicos al estilo de un módulo de aterrizaje en las montañas de Venus sin necesidad de aterrizar.
Una vez que el sistema CRIS esté a unos dos días de distancia de Venus, el sistema de vuelo de la sonda se liberará junto con la sonda de titanio de un metro de diámetro encerrada de forma segura en su interior. La sonda comenzará a interactuar con la atmósfera superior de Venus a unos 120 kilómetros sobre la superficie.
La sonda científica comenzará las observaciones científicas después de deshacerse de su escudo térmico a unos 67 kilómetros sobre la superficie. Con el escudo térmico desechado, las entradas de la sonda tomarán muestras de gas atmosférico para realizar mediciones químicas detalladas del tipo que se han realizado en Marte con el rover Curiosity. Durante su descenso de una hora a la superficie, la sonda también adquirirá cientos de imágenes tan pronto como emerja bajo las nubes a unos 30,50 metros) sobre la superficie local.
“La sonda aterrizará en las montañas Alpha Regio, pero no es necesario que opere una vez que aterrice, ya que todos los datos científicos requeridos se tomarán antes de llegar a la superficie”. dijo Stephanie Getty, investigadora principal adjunta de Goddard. “Si sobrevivimos al aterrizaje a unos 12 metros por segundo, podríamos tener hasta 17-18 minutos de operaciones en la superficie en condiciones ideales”.
“Ninguna misión anterior dentro de la atmósfera de Venus ha medido la química o los entornos con el detalle que puede hacer la sonda DAVINCI”, dijo Garvin. “Además, ninguna misión anterior de Venus ha descendido sobre las tierras altas de teselas de Venus, y ninguna ha realizado imágenes de descenso de la superficie de Venus. DAVINCI se basará en lo que hizo la sonda Huygens en Titán y mejorará lo que han hecho las misiones Venus in situ anteriores, pero con capacidades y sensores del siglo XXI”.
El Centro Goddard es la principal institución investigadora de DAVINCI y realizará la gestión de proyectos para la misión, proporcionará instrumentos científicos y proyectos de ingeniería de sistemas para desarrollar el sistema de vuelo de la sonda. Goddard también dirige el equipo de apoyo científico del proyecto con un equipo científico externo de todo Estados Unidos. Las misiones de la clase Discovery Program como DAVINCI complementan las exploraciones científicas planetarias «insignia» más grandes de la Nasa, con el objetivo de lograr resultados sobresalientes al lanzar más misiones más pequeñas utilizando menos recursos y tiempos de desarrollo más cortos. Son administrados por la División de Ciencias Planetarias de la Nasa por la Oficina del Programa de Misiones Planetarias en el Centro de Vuelo Espacial Marshall en Huntsville, Alabama.
Los principales socios de DAVINCI son Lockheed Martin, el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la Nasa, Malin Space Science Systems, el Centro de Investigación Langley de la Nasa, el Centro de Investigación Ames de la Nasa, y KinetX, así como la Universidad de Michigan.
