Sonda NASA DAVINCI przygotowuje się do podróży na Wenus

Misja NASA DAVINCI, która ma wystartować na początku lat 2030-tych, zbada, czy Wenus – gorący świat pokryty atmosferą trujących gazów – miał kiedyś oceany i kontynenty, takie jak Ziemia.

Składająca się z orbitującego pojazdu kosmicznego i sondy, która wyruszy na powierzchnię, DAVINCI skupi się na górzystym regionie zwanym Alpha Regio, możliwym starożytnym kontynencie. Chociaż kilka sond kosmicznych już przeleciało przez atmosferę Wenus w latach 1970-1985, DAVINCI będzie pierwszą, która wykona zdjęcia tego intrygującego terenu spod gęstych i nieprzezroczystych chmur Wenus.

Zespół NASA przygotowuje się do misji na planecie, która nie widziała sondy atmosferycznej od prawie 50 lat i która ma tendencję do miażdżenia lub topienia odwiedzających ją statków kosmicznych.

Naukowcy prowadzący misję DAVINCI rozpoczęli od wykorzystania nowoczesnych technik do przeanalizowania danych z dziesięciu lat z poprzednich misji na Wenus. Ich celem było dotarcie do sąsiedniej planety z jak największą ilością szczegółów. Pozwoli to inżynierom na najbardziej efektywne wykorzystanie czasu opadania sondy w celu zebrania nowych informacji, które mogą pomóc odpowiedzieć na pytania dotyczące ścieżki ewolucji Wenus i tego, dlaczego tak różniła się ona od ziemskiej.

W latach 1990-1994 sonda kosmiczna należąca do NASA Magellan wykorzystała obrazowanie radarowe do mapowania topografii Alpha Regio z orbity Wenus. Niedawno naukowcy misji DAVINICI chcieli uzyskać więcej szczegółów z tych map, więc wykorzystali nowe techniki do analizy danych wysokościomierza radarowego Magellana. Następnie uzupełnili te informacje obrazami radarowymi wykonanymi trzykrotnie przez obserwatorium Arecibo w Puerto Rico i wykorzystali komputerowe modele widzenia maszynowego do analizy i wypełnienia luk informacyjnych w nowych skalach (mniej niż 1 kilometr).

W rezultacie badacze dziesięciokrotnie poprawili rozdzielczość map Alpha Regio, przewidując nowe wzory geologiczne na powierzchni i stawiając pytania o to, jak te wzory mogły powstać w tym regionie Wenus.

Stare dane oferują wiele korzyści dla nowych misji, w tym informacje o tym, jakie częstotliwości, części widma lub rozmiary cząstek były objęte wcześniejszymi instrumentami, dzięki czemu nowe narzędzia mogą wypełnić luki w posiadanej wiedzy.

W Space Science Data Coordinated Archive, zarządzanym przez NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland, badacze przywracają i digitalizują dane ze starych statków kosmicznych. Te archiwalne informacje, porównane z nowoczesnymi obserwacjami, mogą pokazać, jak planeta zmienia się w czasie, a nawet mogą prowadzić do nowych odkryć długo po zakończeniu misji. Na przykład, dzięki nowemu spojrzeniu na obserwacje Magellana, naukowcy niedawno znaleźli dowody na współczesną aktywność wulkaniczną na Wenus.

Magellan był jedną z pierwszych misji, które zostały cyfrowo zarchiwizowane w publicznie dostępnym internetowym repozytorium danych misji planetarnych NASA. Jednak agencja posiada wiele danych, z których ogromna część nie została jeszcze zdigitalizowana, sięgają one 1958 roku, kiedy to Stany Zjednoczone wystrzeliły swojego pierwszego satelitę Explorer 1.

Odtwarzanie danych jest zadaniem złożonym i wymagającym dużych zasobów, a NASA nadaje priorytet digitalizacji danych, których potrzebują astronomowie. W związku z trzema nadchodzącymi misjami na Wenus – NASA DAVINCI i VERITAS oraz ESA Envision – pracownicy archiwum danych kosmicznych pomagają naukowcom uzyskać dostęp do informacji z Pioneer Venus, ostatniej misji NASA, która w 1978 roku zrzuciła sondy w atmosferę Wenus.

Alpha Regio jest, zdaniem astronomów, jednym z najbardziej tajemniczych miejsc na Wenus. Jego formy terenu, znane jako „tessera”, są podobne do ziemskich nierównych gór, ale są bardziej nieregularne i nieuporządkowane.

Nazwane tak, ponieważ przypominają geometryczny wzór techniki mozajkowej, tessery zostały znalezione tylko na Wenus, a DAVINCI będzie pierwszą misją, która szczegółowo zbada taki obszar i zmapuje jego topografię.

Sonda DAVINCI rozpocznie fotografowanie Alpha Regio, zbierając jak dotąd obrazy o najwyższej rozdzielczości, po zejściu poniżej chmur planety, zaczynając na wysokości około 40 kilometrów. Ale nawet tam gazy w atmosferze rozpraszają światło, podobnie jak powierzchnia, więc obrazy będą rozmyte.

Naukowcy z NASA pracują nad rozwiązaniem tego problemu. Niedawno ponownie przeanalizowali stare dane obrazowe Wenus przy użyciu nowej techniki sztucznej inteligencji, która może wyostrzyć obrazy i wykorzystać je do obliczenia trójwymiarowych map topograficznych. Technika ta ostatecznie pomoże zoptymalizować obrazy DAVINCI i mapy gór Alpha Regio. Ulepszone obrazy zapewnią badaczom najbardziej szczegółowy widok w historii – do rozdzielczości prawie 1 metra na piksel – co może pozwolić im po raz pierwszy wykryć małe elementy, takie jak skały, rzeki i wąwozy.

Analizując teksturę powierzchni i rodzaje skał w Alpha Regio, astronomowie mają nadzieję ustalić, czy wenusjańskie tessery powstały w wyniku tych samych procesów, które tworzą góry i niektóre wulkany na Ziemi.

Emil Gołoś