Từ không gian, Venus trông giống như một quả bóng lớn, mờ đục. Nhờ bầu không khí cực kỳ dày đặc, chủ yếu bao gồm carbon dioxide và nitơ, không thể xem bề mặt bằng các phương pháp thông thường. Kết quả là, rất ít thông tin về bề mặt của nó cho đến thế kỷ 20, nhờ vào sự phát triển của radar, kỹ thuật khảo sát quang phổ và tia cực tím.
Điều thú vị là, khi nhìn vào dải cực tím, Sao Kim trông giống như một quả bóng sọc, với các vùng tối và sáng nằm xen kẽ với nhau. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng điều này là do sự hiện diện của một số loại vật chất trong ngọn mây Venus Venus hấp thụ ánh sáng trong bước sóng tử ngoại. Trong những năm tới, NASA có kế hoạch gửi một sứ mệnh CubeSat tới Sao Kim với hy vọng giải quyết được bí ẩn lâu dài này.
Nhiệm vụ, được gọi là Thí nghiệm UV CubeSat (CUVE), gần đây đã nhận được tài trợ từ chương trình Nghiên cứu Khoa học Hành tinh Không gian Sâu (PSDS3) của Khoa học Hành tinh, có trụ sở là Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard của NASA. Sau khi được triển khai, CUVE sẽ xác định thành phần, hóa học, động lực và sự truyền bức xạ của bầu khí quyển Sao Kim bằng cách sử dụng các dụng cụ nhạy cảm với tia cực tím và gương thu thập ánh sáng ống nano carbon mới.
Nhiệm vụ này đang được lãnh đạo bởi Valeria Cottini, một nhà nghiên cứu từ Đại học Maryland, người cũng là Điều tra viên Nguyên tắc CUVE (PI). Vào tháng 3 năm nay, chương trình NASA PSDS3 của NASA đã chọn nó là một trong 10 nghiên cứu khác được thiết kế để phát triển các khái niệm sứ mệnh sử dụng các vệ tinh nhỏ để điều tra Sao Kim, Mặt trăng Trái đất, tiểu hành tinh, Sao Hỏa và các hành tinh bên ngoài.
Sao Kim được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm, vì những khó khăn trong việc khám phá bầu không khí dày đặc và nguy hiểm của nó. Bất chấp NASA và các cơ quan không gian khác, những gì gây ra sự hấp thụ bức xạ cực tím trong hành tinh ngọn mây trên hành tinh vẫn còn là một bí ẩn. Trước đây, các quan sát đã chỉ ra rằng một nửa năng lượng mặt trời mà hành tinh nhận được được hấp thụ trong dải cực tím bởi tầng trên của bầu khí quyển - mức độ tồn tại của các đám mây axit sunfuric.
Các bước sóng khác bị phân tán hoặc phản xạ vào không gian, đó là những gì mang lại cho hành tinh này vẻ ngoài màu vàng, không có gì đặc biệt. Nhiều lý thuyết đã được đưa ra để giải thích sự hấp thụ của tia UV, trong đó bao gồm khả năng một chất hấp thụ đang được vận chuyển từ sâu hơn trong bầu khí quyển Sao Kim bằng các quá trình đối lưu. Một khi nó đạt đến đỉnh mây, vật liệu này sẽ bị phân tán bởi gió địa phương, tạo ra mô hình hấp thụ sọc.
Do đó, các vùng sáng được cho là tương ứng với các vùng không chứa chất hấp thụ, trong khi các vùng tối thì có. Như Cottini đã chỉ ra trong một thông cáo báo chí gần đây của NASA, một nhiệm vụ CubeSat sẽ rất lý tưởng để nghiên cứu các khả năng này:
Từ khi sự hấp thụ tối đa năng lượng mặt trời của sao Kim xảy ra trong tia cực tím, việc xác định tính chất, nồng độ và sự phân bố của chất hấp thụ chưa biết là cơ bản. Đây là một nhiệm vụ tập trung cao độ - hoàn hảo cho ứng dụng CubeSat.
Nhiệm vụ như vậy sẽ thúc đẩy các cải tiến gần đây trong việc thu nhỏ, cho phép tạo ra các vệ tinh nhỏ hơn, có kích thước hộp có thể thực hiện các công việc tương tự như các công trình lớn hơn. Đối với nhiệm vụ của mình, CUVE sẽ dựa vào một máy ảnh cực tím thu nhỏ và máy quang phổ thu nhỏ (cho phép phân tích bầu khí quyển theo nhiều bước sóng) cũng như điều hướng thu nhỏ, điện tử và phần mềm bay.
Một thành phần quan trọng khác của nhiệm vụ CUVE là gương ống nano carbon, một phần của kính viễn vọng thu nhỏ mà nhóm nghiên cứu hy vọng bao gồm. Chiếc gương này, được phát triển bởi Peter Chen (một nhà thầu tại NASA Goddard), được chế tạo bằng cách đổ hỗn hợp epoxy và ống nano carbon vào khuôn. Khuôn này sau đó được nung nóng để xử lý và làm cứng epoxy, và gương được phủ một vật liệu phản chiếu bằng nhôm và silicon dioxide.
Ngoài việc nhẹ và ổn định cao, loại gương này tương đối dễ sản xuất. Không giống như các ống kính thông thường, nó không yêu cầu đánh bóng (một quá trình tốn kém và tốn thời gian) để duy trì hiệu quả. Như Cottini đã chỉ ra, những điều này và những phát triển khác trong công nghệ CubeSat có thể tạo điều kiện cho các nhiệm vụ chi phí thấp có khả năng cõng trên các nhiệm vụ hiện có trên khắp Hệ mặt trời.
Đây là một nhiệm vụ được nhắm mục tiêu, với trọng tải khoa học chuyên dụng và một chiếc xe buýt nhỏ gọn để tối đa hóa các cơ hội bay như đi xe chung với một nhiệm vụ khác đến Sao Kim hoặc đến một mục tiêu khác, cô nói. CÂU CUVE sẽ bổ sung cho các nhiệm vụ sao Kim trong quá khứ, hiện tại và tương lai và mang lại lợi nhuận khoa học lớn với chi phí thấp hơn.
Nhóm nghiên cứu dự đoán rằng trong những năm tới, tàu thăm dò sẽ được gửi tới Sao Kim như một phần của trọng tải thứ cấp của nhiệm vụ lớn hơn. Một khi nó tới Sao Kim, nó sẽ được phóng lên và đảm nhận quỹ đạo cực trên khắp hành tinh. Họ ước tính rằng sẽ mất một năm rưỡi để đến đích và cuộc thăm dò sẽ thu thập dữ liệu trong khoảng thời gian khoảng sáu tháng.
Nếu thành công, nhiệm vụ này có thể mở đường cho các vệ tinh nhẹ, chi phí thấp khác được triển khai cho các thiên thể Mặt trời khác như một phần của nhiệm vụ thám hiểm lớn hơn. Cottini và các đồng nghiệp của cô cũng sẽ trình bày đề xuất của họ về vệ tinh và sứ mệnh CUVE tại Đại hội Khoa học Hành tinh Châu Âu 2017, được tổ chức từ ngày 17 đến 22 tháng 9 tại Riga, Latvia.
