Esa kiest revolutionaire Venus-missie Envision

That's one small step for a man, a giant leap for mankind, dat waren de woorden van Neill Armstrong toen hij zijn eerste stap op de maan zette. De ruimte en het universum interesseren ons allemaal, vind hier alles terug over ons zonnestelstel, de NASA, geplande ruimte missies en andere gebeurtenissen die ons allemaal aangaan.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Esa kiest revolutionaire Venus-missie Envision

Bericht door univers » 10 jun 2021, 21:01

]quote]EnVision wordt de volgende Venus-orbiter van ESA en biedt een holistisch beeld van de planeet van de binnenste kern tot de bovenste atmosfeer om te bepalen hoe en waarom Venus en de aarde zo verschillend zijn geëvolueerd.

Afbeelding
Artist's impression van EnVision. Krediet: ESA/VR2Planets/DamiaBouic

De missie werd op 10 juni door ESA's Science Program Committee geselecteerd als de vijfde middelgrote missie in het Cosmic Vision-plan van het Agentschap, met als doel een lancering in het begin van de jaren 2030.

" Er wacht ons een nieuw tijdperk in de verkenning van onze naaste, maar totaal verschillende buurman in het zonnestelsel ", zegt Günther Hasinger, ESA-directeur Wetenschap. " Samen met de nieuw aangekondigde door NASA geleide Venus-missies , zullen we tot ver in het volgende decennium een ​​uiterst uitgebreid wetenschappelijk programma hebben op deze raadselachtige planeet. "

Een belangrijke vraag in de planetaire wetenschap is waarom, ondanks dat ze ongeveer dezelfde grootte en samenstelling hebben, onze buurman in het binnenste zonnestelsel zo'n dramatische klimaatverandering heeft meegemaakt: in plaats van een bewoonbare wereld zoals de aarde te zijn, heeft het een giftige atmosfeer en is gehuld in dikke zwavelzuurrijke wolken. Welke geschiedenis heeft Venus meegemaakt om in deze toestand te komen en voorspelt dit het lot van de aarde als ook deze een catastrofaal broeikaseffect zou ondergaan? Is Venus nog steeds geologisch actief? Zou het ooit een oceaan hebben gehuisvest en zelfs leven hebben geleid? Welke lessen kunnen we leren over de evolutie van terrestrische planeten in het algemeen, naarmate we meer aardachtige exoplaneten ontdekken?

Afbeelding
EnVision: Begrijpen waarom de naaste buur van de aarde zo anders is. Krediet: NASA / JAXA / ISAS / DARTS / Damia Bouic / VR2Planets

Het innovatieve instrumentenpakket van EnVision zal deze grote vragen aanpakken. Het zal worden uitgerust met een reeks Europese instrumenten, waaronder een sirene om ondergrondse gelaagdheid te onthullen, en spectrometers om de atmosfeer en het oppervlak te bestuderen. De spectrometers zullen sporengassen in de atmosfeer volgen en de samenstelling van het oppervlak analyseren, op zoek naar eventuele veranderingen die verband kunnen houden met tekenen van actief vulkanisme. Een door NASA geleverde radar zal het oppervlak in beeld brengen en in kaart brengen. Daarnaast zal een radiowetenschappelijk experiment de interne structuur en het zwaartekrachtveld van de planeet onderzoeken, evenals de structuur en samenstelling van de atmosfeer. De instrumenten zullen samenwerken om de interactie tussen de planeet het best te karakteriseren'

Afbeelding
De boze tweelingzus van de aarde, Venus

EnVision is een vervolg op ESA's zeer succesvolle Venus Express (2005-2014) die zich voornamelijk richtte op atmosferisch onderzoek, maar die ook dramatische ontdekkingen deed die wezen op mogelijke vulkanische hotspots op het oppervlak van de planeet. JAXA's Akatsuki- ruimtevaartuig bestudeert sinds 2015 ook de atmosfeer. EnVision zal de radarbeelden van het oppervlak die in de jaren negentig door NASA's Magellan zijn verkregen aanzienlijk verbeteren . In samenwerking met NASA's aanstaande DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gassen, Chemistry, and Imaging) en VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectrscopy) missies, zal het drietal nieuwe ruimtevaartuigen de meest uitgebreide studie van Venus ooit.

" EnVision profiteert van de samenwerking met NASA, waarbij uitmuntendheid in Europese en Amerikaanse expertise op het gebied van wetenschap en technologie van Venus wordt gecombineerd om deze ambitieuze missie te realiseren ", zegt Günther.
" EnVision versterkt Europa's rol in de wetenschappelijke verkenning van het zonnestelsel verder. Onze groeiende missievloot zal ons, en toekomstige generaties, de beste inzichten ooit geven in hoe onze planetaire buurt werkt, vooral relevant in een tijdperk waarin we steeds meer ontdekken unieke exoplaneetsystemen. "

" We zijn verheugd om bij te dragen aan de opwindende nieuwe missie van ESA om Venus te onderzoeken ", zegt Thomas Zurbuchen, associate administrator voor wetenschap bij NASA. " EnVision maakt gebruik van de sterke punten in instrumentontwikkeling door onze beide agentschappen. In combinatie met NASA's ontdekkingsmissies naar Venus, zal de wetenschappelijke gemeenschap een krachtige en synergetische reeks nieuwe gegevens hebben om te begrijpen hoe Venus gevormd is en hoe het oppervlak en de atmosfeer in de loop van de tijd veranderden. "

Na een eerste oproep voor het vijfde middelgrote missieconcept in 2016, kwam de laatste wedstrijd uit op EnVision en Theseus, de Transient High-Energy Sky en Early Universe Surveyor. Theseus zou voorbijgaande gebeurtenissen aan de hele hemel volgen en zich in het bijzonder richten op gammastraaluitbarstingen van de eerste miljard jaar van het heelal, om licht te helpen werpen op de levenscyclus van de eerste sterren. Hoewel EnVision werd aanbevolen door de Senior Science Committee, werd erkend dat Theseus ook een zeer overtuigende wetenschappelijke case heeft die een uiterst belangrijke bijdrage aan het veld zou kunnen leveren.

De volgende stap voor EnVision is om over te gaan naar de gedetailleerde 'Definitiefase', waarin het ontwerp van de satelliet en instrumenten wordt afgerond. Na de ontwerpfase zal een Europese industriële aannemer worden geselecteerd om EnVision te bouwen en te testen voordat het op een Ariane 6-raket wordt gelanceerd. De vroegste lanceringsmogelijkheid voor EnVision is in 2031, met andere mogelijke opties in 2032 en 2033. Het ruimtevaartuig zou ongeveer 15 maanden nodig hebben om de planeet te bereiken, met nog eens 16 maanden om een ​​cirkelvormige baan om de aarde te bereiken door middel van aerobraking. Zijn baan van 92 minuten zal quasi-polair zijn met een hoogte tussen 220 km en 540 km.

Solar Orbiter , Euclid , Plato en Ariel zijn al geselecteerd als middelgrote missies. Solar Orbiter werd gelanceerd in februari 2020; Euclid, Plato en Ariel zullen gedurende dit decennium gelanceerd worden.

https://sci.esa.int/web/cosmic-vision/- ... n-envision[/quote]
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Re: Esa kiest revolutionaire Venus-missie Envision

Bericht door univers » 30 jul 2022, 07:59

Ruimtevaartuig klaarmaken om door de atmosfeer van Venus te surfen

ESA's EnVision - missie naar Venus zal optische, spectrale en radarbeelden van de zusterplaneet van de aarde uitvoeren. Maar voordat het aan het werk gaat, moet het ruimtevaartuig zo groot als een busje 'aerobrak' zijn - het zijn baan verlagen met duizenden passages door de hete, dikke atmosfeer van de planeet gedurende maximaal twee jaar. Een unieke ESA-faciliteit test momenteel kandidaat-ruimtevaartuigmaterialen om te controleren of ze dit uitdagende proces van atmosferisch surfen veilig kunnen weerstaan.

Afbeelding
Artist impression van ESA's EnVision-missie

"EnVision zoals het momenteel is bedacht, kan niet plaatsvinden zonder deze lange fase van aerobraking", legt ESA's EnVision-onderzoeksmanager Thomas Voirin uit.

"Het ruimtevaartuig zal op zeer grote hoogte in de baan van Venus worden geïnjecteerd, op ongeveer 250.000 km, dan moeten we naar een polaire baan van 500 km hoogte gaan voor wetenschappelijke operaties. Als we op een Ariane 62 vliegen , kunnen we ons niet al het extra drijfgas veroorloven dat nodig is om onze baan te verlagen. In plaats daarvan zullen we ons vertragen door herhaalde passages door de bovenste atmosfeer van Venus, die zo laag als 130 km van het oppervlak komen.”

EnVision's voorganger, Venus Express , voerde tijdens de laatste maanden van zijn missie in 2014 experimentele aerobraking uit en verzamelde waardevolle gegevens over de techniek. Aerobraking werd in 2017 voor het eerst operationeel gebruikt door ESA's ExoMars Trace Gas Orbiter ( TGO ) om zijn baan rond de Rode Planeet over een periode van 11 maanden te verlagen.

Thomas merkt op: “Aerobraking rond Venus zal veel uitdagender zijn dan voor TGO. Om te beginnen is de zwaartekracht van Venus ongeveer 10 keer hoger dan die van Mars. Dit betekent dat het ruimtevaartuig snelheden zal ervaren die ongeveer twee keer zo hoog zijn als voor TGO wanneer het door de atmosfeer gaat - en warmte wordt gegenereerd als een snelheidskubus. Dienovereenkomstig moet EnVision zich richten op een lager aerobraking-regime, wat resulteert in een twee keer zo lange aerobraking-fase.

Afbeelding
Monsters van kandidaatmaterialen voor verschillende delen van het EnVision-ruimtevaartuig werden onderworpen aan gesimuleerde aerobraking-omstandigheden, waaronder atomaire zuurstof in de baansnelheid en warmteflux met behulp van ESA's LEOX-faciliteit.

"Bovendien zullen we ook veel dichter bij de zon zijn, met ongeveer het dubbele van de zonne-intensiteit van die van de aarde, met de dikke witte wolken van de atmosfeer die veel zonlicht weerkaatsen, rechtstreeks terug naar de ruimte, wat bovendien moet worden rekening mee gehouden. Bovendien realiseerden we ons dat we rekening moesten houden met een andere factor over de duizenden banen die we voor ogen hebben, die voorheen alleen werden ervaren in een lage baan om de aarde: zeer erosieve atomaire zuurstof.

Dit is een fenomeen dat in de eerste decennia van het ruimtetijdperk onbekend bleef. Pas toen vroege Space Shuttle-vluchten begin jaren tachtig terugkeerden uit een lage baan om de aarde, kregen ingenieurs een schok: de thermische dekens van het ruimtevaartuig waren ernstig aangetast.

De boosdoener bleek zeer reactieve atomaire zuurstof te zijn - individuele zuurstofatomen aan de rand van de atmosfeer, het resultaat van standaard zuurstofmoleculen van het soort dat net boven de grond wordt gevonden en uiteen wordt gebroken door krachtige ultraviolette straling van de zon. Tegenwoordig moeten alle missies onder de ongeveer 1000 km worden ontworpen om atomaire zuurstof te weerstaan, zoals Europa's Earth-watching Copernicus Sentinels of andere hardware die is gebouwd voor het internationale ruimtestation.

Afbeelding
De staart van Space Shuttle Endeavour gloeide van atomaire zuurstof, zoals te zien is tijdens de STS-99-missie in februari 2000. Zeer erosieve atomaire zuurstof bleek tijdens vroege Shuttle-missies onbeschermde thermische dekens weg te eten, totdat er tegenmaatregelen werden genomen.

Spectrale waarnemingen door vroegere Venus-orbiters van airglow boven de planeet bevestigen dat atomaire zuurstof ook wijdverbreid is aan de top van de Venusiaanse atmosfeer, die meer dan 90 keer dikker is dan de omringende lucht van de aarde.

Thomas zegt: "De concentratie is vrij hoog, met één doorgang maakt het niet zoveel uit, maar na duizenden keren begint het zich op te hopen en eindigt het met een niveau van atomaire zuurstofvloed waarmee we rekening moeten houden, gelijk aan wat we ervaring in een lage baan om de aarde, maar bij hogere temperaturen.”

Het EnVision-team wendde zich tot een unieke Europese faciliteit die speciaal door ESA is gebouwd om atomaire zuurstof in een baan om de aarde te simuleren. De Low Earth Orbit Facility, LEOX , maakt deel uit van het Materials and Electrical Components Laboratory van het Agentschap , gevestigd in het technische centrum van ESA ESTEC in Nederland.

Afbeelding
ESA's nieuwe LEOX, Low Earth Orbit Facility, werd voor het eerst afgevuurd in april 2017. Deze nieuwe simulator die een laser afvuurt om 'atomaire zuurstof' te genereren die normaal alleen in lage banen wordt aangetroffen - en waarvan bekend is dat hij wegvreet op satellietoppervlakken. LEOX genereert atomaire zuurstof met energieniveaus die gelijk zijn aan de omloopsnelheid - 7,8 km/s - om de ruimteomgeving zo goed mogelijk te simuleren. Het kan ook testen met een hogere stroom, wat tijd en geld bespaart voor het testen. Gezuiverde moleculaire zuurstof wordt in een vacuümkamer geïnjecteerd met daarop een pulserende laserstraal. Met een paarse flits elke keer dat de laser wordt afgevuurd, wordt de zuurstof omgezet in een heet plasma waarvan de snelle uitzetting langs een conisch mondstuk wordt geleid. Het dissocieert dan om een ​​zeer energetische bundel van atomaire zuurstof te vormen.

ESA-materiaalingenieur Adrian Tighe legt uit: “LEOX genereert atomaire zuurstof op energieniveaus die gelijk zijn aan de omloopsnelheid. Gezuiverde moleculaire zuurstof wordt in een vacuümkamer geïnjecteerd met daarop een pulserende laserstraal. Dit zet de zuurstof om in een heet plasma waarvan de snelle expansie wordt geleid langs een conisch mondstuk. Het dissocieert dan om een ​​zeer energetische bundel van atomaire zuurstof te vormen.

"Om betrouwbaar te werken, moet de lasertiming nauwkeurig blijven tot op de millisecondeschaal en gericht zijn op een nauwkeurigheid gemeten in duizendsten van een millimeter, gedurende de vier maanden durende duur van deze huidige testcampagne.

"Dit is niet de eerste keer dat de faciliteit is gebruikt om een ​​buitenaardse orbitale omgeving te simuleren - we hebben eerder atomaire zuurstoftests uitgevoerd op kandidaat-zonnepanelen voor ESA's Juice-missie , omdat telescopische waarnemingen suggereren dat atomaire zuurstof in de atmosfeer zal worden gevonden van Europa en Ganymedes. Voor EnVision vormt de verhoogde temperatuur tijdens aerobraking echter een extra uitdaging, dus de faciliteit is aangepast om deze extremere Venusiaanse omgeving te simuleren.”

Afbeelding
EnVision kandidaat-materiaalmonsters blootgesteld aan atomaire zuurstof in ESA's LEOX-generator.

Een reeks materialen en coatings van verschillende delen van het EnVision-ruimtevaartuig, waaronder meerlaagse isolatie, antenne-onderdelen en stervolgelementen, worden in een plaat geplaatst om te worden blootgesteld aan de paars gloeiende LEOX-straal. Tegelijkertijd wordt deze plaat verwarmd om de verwachte thermische flux na te bootsen, tot 350 °C.

Thomas voegt toe: "We willen controleren of deze onderdelen bestand zijn tegen erosie en ook hun optische eigenschappen behouden - wat betekent dat ze niet degraderen of donker worden, wat een domino-effect kan hebben in termen van hun thermisch gedrag, omdat we delicate wetenschappelijke instrumenten die een ingestelde temperatuur moeten handhaven. We moeten ook schilfering of ontgassing vermijden, wat tot verontreiniging leidt.”

Deze huidige testcampagne maakt deel uit van een groter panel dat onderzoek doet naar EnVision aerobraking, inclusief het gebruik van een Venus-klimaatdatabase die is ontwikkeld op basis van eerdere missieresultaten om de lokale variabiliteit van de atmosfeer van de planeet te schatten om veilige marges voor het ruimtevaartuig te bepalen.

De resultaten van deze testcampagne worden eind dit jaar verwacht.

Afbeelding
Monster van EnVision-kandidaatmateriaal waargenomen door infraroodcamera. De monsters worden ook verwarmd terwijl ze worden blootgesteld aan atomaire zuurstof door de LEOX-generator om aerobraking door de atmosfeer van Venus beter te simuleren.

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Imag ... n_infrared
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie