Kierunek - Wenus. NASA ogłasza nowe misje międzyplanetarne

Skonkretyzowane plany wypraw na Wenus okazały się centralnym punktem ogłoszonych 2 czerwca br. wyników podsumowujących wielomiesięczną selekcję nowych misji naukowych NASA - do realizacji w terminach pomiędzy 2028 a 2030 rokiem. Ich celem będzie m.in. zbadanie niegościnnej atmosfery "mrocznej bliźniaczki" Ziemi oraz rozpoznanie czynników, które historycznie zadecydowały o wystąpieniu skrajnego efektu cieplarnianego na powierzchni planety, która pierwotnie mogła być znacznie bardziej przyjaznym życiu miejscem.

Zatwierdzenie ram operacyjnych obu misji nastąpiło na konkursowych zasadach programu NASA Discovery, który jeszcze w 2019 roku pozwolił wyłonić szeroką grupę najbardziej obiecujących koncepcji misyjnych. W lutym 2020 roku ta grupa została zawężona do czterech konkurencyjnych propozycji, z których finalnie wybrano właśnie dwie ostateczne. Jak uzasadniono, misje wenusjańskie zostały wybrane na podstawie ich potencjalnej wartości naukowej i wykonalności planów rozwoju. Amerykańska agencja kosmiczna chce przeznaczyć na ich wdrożenie każdorazowo ok. 500 mln USD.

Wybór założeń programowych nowych misji eksploracyjnych skomentował urzędujący administrator NASA, Bill Nelson - deklarując, że nowe misje "pozwolą [...] społeczności naukowej na zbadanie planety, na której nie byliśmy od 30 lat". Wyraził przy tym nadzieję, że misje umożliwią lepsze zrozumienie tego, jak Ziemia ewoluowała i dlaczego obecnie nadaje się do zamieszkania, podczas gdy inne podobne planety nie.

DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) będzie misją monitorowania atmosfery Wenus, zakładającą ustalenie, w jaki sposób powstała i ewoluowała, a także sprawdzenie, czy planeta kiedykolwiek miała ocean. Częścią misji będzie okrągły próbnik, która zanurzy się w gęstej atmosferze planety, wykonując precyzyjne pomiary gazów szlachetnych i innych pierwiastków. Ponadto DAVINCI+ ma wykonać pierwsze wysokiej rozdzielczości zdjęcia unikalnych cech geologicznych Wenus mogących wskazywać na aktywną tektonikę planety.

Z założenia będzie to pierwsza prowadzona przez USA misja do wnętrza atmosfery Wenus od 1978 roku. Głównym badaczem projektu DAVINCI+ jest James Garvin z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland. Ośrodek ten ma zapewnić zarządzanie misją.

Druga z wyłonionych koncepcji (VERITAS - Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) zakłada zmapowanie powierzchni Wenus z zamysłem poznania geologicznej historii planety i zrozumienia, dlaczego rozwinęła się ona diametralnie inaczej niż Ziemia. Okrążając Wenus, sonda VERITAS "prześwietli" gęstą atmosferę planety z pomocą radaru o syntetycznej aperturze (SAR), aby stworzyć trójwymiarową rekonstrukcję topografii i stwierdzić, czy procesy takie jak tektonika płyt i wulkanizm nadal przebiegają na Wenus.

VERITAS ma również dokonywać przeglądu powierzchni Wenus w podczerwieni, aby zmapować jej skały i ustalić, czy istnieją tak aktywne wulkany, które uwalniają parę wodną do atmosfery. Za realizację projektu będzie odpowiadać Suzanne Smrekar z NASA Jet Propulsion Laboratory. JPL zapewni w tym przypadku także zarządzanie projektem. Udział w misji będzie mieć też niemieckie centrum aeronautyczne DLR, którego zadaniem będzie dostarczenie aparatury rejestrującej obraz w paśmie podczerwieni. Ponadto współpraca będzie dotyczyć także udziału włoskiej agencji kosmicznej ASI i francuskiego Centre National d'Etudes Spatiales-CNES, które będą współtworzyć radar i inne części misji.

W dotychczasowej historii badań i eksploracji Wenus największe dokonania notowały wyprawy radzieckie z lat 70. i 80. XX wieku - w ramach programu Wenera oraz Wega. Były to osiągnięcia obejmujące dostarczenie pierwszych zobrazowań (w tym kolorowych - z misji Wenera-13), a nawet dźwięków zarejestrowanych na bardzo niegościnnej powierzchni planety (z temperaturami rzędu 450 stopni Celsjusza oraz ciśnieniem atmosferycznym blisko 90 razy większym od ziemskiego - jeśli przyjąć średnią wartość 9 MPa przy powierzchni Wenus). Wysyłane tam radzieckie lądowniki były w stanie przetrwać dostatecznie długo (średnio przez kilkadziesiąt minut), aby dokonywać skutecznych pomiarów i obserwacji naukowych, dostarczając w ten sposób wielu cennych informacji. 

Z historycznych misji amerykańskich, najbliżej powierzchni Wenus znalazł się zespół próbników misji Pioneer 13 (Pioneer Venus 2). Osobne instrumenty tej wyprawy weszły w atmosferę planety w grudniu 1978 roku. Z macierzystą sondą utracono kontakt na wysokości ok. 110 km nad gruntem Wenus. Spośród czterech pomniejszych próbników, uderzenie w powierzchnię przetrwał jeden, transmitując sygnał jeszcze przez ponad godzinę po lądowaniu.