Από το διάστημα, η Αφροδίτη μοιάζει με μια μεγάλη, αδιαφανή μπάλα. Χάρη στην εξαιρετικά πυκνή ατμόσφαιρα, η οποία αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα και άζωτο, είναι αδύνατο να δείτε την επιφάνεια χρησιμοποιώντας συμβατικές μεθόδους. Ως αποτέλεσμα, λίγα έχουν μάθει για την επιφάνειά του μέχρι τον 20ο αιώνα, χάρη στην ανάπτυξη τεχνικών ραντάρ, φασματοσκοπικής και υπεριώδους έρευνας.
Είναι αρκετά ενδιαφέρον, όταν το βλέπουμε στην υπεριώδη ζώνη, το Venus μοιάζει με μια ριγέ μπάλα, με σκοτεινές και φωτεινές περιοχές να αναμιγνύονται το ένα δίπλα στο άλλο. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες θεωρούν ότι αυτό οφείλεται στην παρουσία κάποιου είδους υλικού στις κορυφές σύννεφων της Αφροδίτης που απορροφά φως στο υπεριώδες μήκος κύματος. Τα επόμενα χρόνια, η NASA σκοπεύει να στείλει μια αποστολή CubeSat στην Αφροδίτη με την ελπίδα να λύσει αυτό το διαρκές μυστήριο.
Η αποστολή, γνωστή ως CubeSat UV Experiment (CUVE), έλαβε πρόσφατα χρηματοδότηση από το πρόγραμμα Planetary Science Deep Space SmallSat Studies (PSDS3), το οποίο εδρεύει ως Goddard Space Flight Center της NASA. Μόλις αναπτυχθεί, το CUVE θα καθορίσει τη σύνθεση, τη χημεία, τη δυναμική και τη μεταφορά ακτινοβολίας της ατμόσφαιρας της Αφροδίτης χρησιμοποιώντας όργανα ευαίσθητα στην υπεριώδη ακτινοβολία και έναν νέο καθρέφτη συγκέντρωσης φωτός άνθρακα-νανοσωλήνων.
Η αποστολή διευθύνεται από τη Valeria Cottini, ερευνητή από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, ο οποίος είναι επίσης ο κύριος ερευνητής του CUVE (PI). Τον Μάρτιο του τρέχοντος έτους, το πρόγραμμα PSDS3 της NASA το επέλεξε ως μία από τις 10 άλλες μελέτες που έχουν σχεδιαστεί για να αναπτύξουν ιδέες αποστολής χρησιμοποιώντας μικρούς δορυφόρους για τη διερεύνηση της Αφροδίτης, του φεγγαριού της Γης, των αστεροειδών, του Άρη και των εξωτερικών πλανητών.
Η Αφροδίτη παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες, δεδομένης της δυσκολίας εξερεύνησης της παχιάς και επικίνδυνης ατμόσφαιρας. Παρά τη NASA και άλλες διαστημικές υπηρεσίες, αυτό που προκαλεί την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας στις κορυφές του πλανήτη παραμένει ένα μυστήριο. Στο παρελθόν, παρατηρήσεις έδειξαν ότι η μισή ηλιακή ενέργεια που λαμβάνει ο πλανήτης απορροφάται στην υπεριώδη ζώνη από το ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιράς του - το επίπεδο όπου υπάρχουν σύννεφα θειικού οξέος.
Άλλα μήκη κύματος είναι διασκορπισμένα ή ανακλώμενα στο διάστημα, κάτι που δίνει στον πλανήτη την κιτρινωπή, χωρίς χαρακτηριστικά εμφάνιση του. Πολλές θεωρίες έχουν προωθηθεί για να εξηγήσουν την απορρόφηση του υπεριώδους φωτός, η οποία περιλαμβάνει την πιθανότητα ότι ένας απορροφητής μεταφέρεται από βαθύτερα στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης μέσω διαδικασιών μεταφοράς. Μόλις φτάσει στις κορυφές των νεφών, αυτό το υλικό θα διασκορπίστηκε από τοπικούς ανέμους, δημιουργώντας το στιβαρό μοτίβο απορρόφησης.
Οι φωτεινές περιοχές πιστεύεται επομένως ότι αντιστοιχούν σε περιοχές που δεν περιέχουν τον απορροφητή, ενώ οι σκοτεινές περιοχές. Όπως ανέφερε ο Cottini σε πρόσφατο δελτίο τύπου της NASA, μια αποστολή CubeSat θα ήταν ιδανική για τη διερεύνηση αυτών των δυνατοτήτων:
«Δεδομένου ότι η μέγιστη απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας από την Αφροδίτη συμβαίνει στο υπεριώδες, ο καθορισμός της φύσης, της συγκέντρωσης και της κατανομής του άγνωστου απορροφητή είναι θεμελιώδης. Πρόκειται για μια πολύ εστιασμένη αποστολή - ιδανική για μια εφαρμογή CubeSat. "
Μια τέτοια αποστολή θα ωφελούσε τις πρόσφατες βελτιώσεις στη μικρογραφία, οι οποίες επέτρεψαν τη δημιουργία μικρότερων δορυφόρων μεγέθους κουτιού που μπορούν να κάνουν τις ίδιες εργασίες με μεγαλύτερους. Για την αποστολή του, το CUVE θα βασίστηκε σε μια μικροσκοπική κάμερα υπεριώδους και ένα μικροσκοπικό φασματόμετρο (επιτρέποντας την ανάλυση της ατμόσφαιρας σε πολλαπλά μήκη κύματος), καθώς και τη μικρογραφία λογισμικού πλοήγησης, ηλεκτρονικής και πτήσης.
Ένα άλλο βασικό στοιχείο της αποστολής CUVE είναι ο καθρέφτης νανοσωλήνων άνθρακα, ο οποίος αποτελεί μέρος ενός μικροσκοπικού τηλεσκοπίου που η ομάδα ελπίζει να συμπεριλάβει. Αυτός ο καθρέφτης, ο οποίος αναπτύχθηκε από τον Peter Chen (εργολάβο της NASA Goddard), κατασκευάζεται χύνοντας ένα μείγμα εποξειδικών και νανοσωλήνων άνθρακα σε ένα καλούπι. Αυτό το καλούπι στη συνέχεια θερμαίνεται για σκλήρυνση και σκλήρυνση του εποξειδίου και ο καθρέφτης επικαλύπτεται με ανακλαστικό υλικό από αλουμίνιο και διοξείδιο του πυριτίου.
Εκτός από το ότι είναι ελαφρύ και εξαιρετικά σταθερό, αυτός ο τύπος καθρέφτη είναι σχετικά εύκολος στην παραγωγή. Σε αντίθεση με τους συμβατικούς φακούς, δεν απαιτεί στιλβωτική (μια δαπανηρή και χρονοβόρα διαδικασία) για να παραμείνει αποτελεσματική. Όπως ανέφερε ο Cottini, αυτές και άλλες εξελίξεις στην τεχνολογία CubeSat θα μπορούσαν να διευκολύνουν αποστολές χαμηλού κόστους ικανές να υποστηρίξουν τις υπάρχουσες αποστολές σε όλο το Ηλιακό Σύστημα.
«Το CUVE είναι μια στοχευμένη αποστολή, με ειδικό επιστημονικό ωφέλιμο φορτίο και ένα συμπαγές λεωφορείο για τη μεγιστοποίηση των ευκαιριών πτήσης, όπως μια κοινή διαδρομή με άλλη αποστολή προς την Αφροδίτη ή σε διαφορετικό στόχο», είπε. «Το CUVE θα συμπληρώσει τις προηγούμενες, τις τρέχουσες και τις μελλοντικές αποστολές της Αφροδίτης και θα προσφέρει μεγάλη επιστημονική απόδοση με χαμηλότερο κόστος»
Η ομάδα αναμένει ότι τα επόμενα χρόνια, ο έλεγχος θα σταλεί στην Αφροδίτη ως μέρος του δευτερογενούς ωφέλιμου φορτίου μιας μεγαλύτερης αποστολής. Μόλις φτάσει στην Αφροδίτη, θα ξεκινήσει και θα αναλάβει μια πολική τροχιά γύρω από τον πλανήτη. Υπολογίζουν ότι θα χρειαζόταν CUVE ενάμισι χρόνια για να φτάσει στον προορισμό του και ο ανιχνευτής θα συγκέντρωσε δεδομένα για μια περίοδο περίπου έξι μηνών.
Εάν είναι επιτυχής, αυτή η αποστολή θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για άλλους χαμηλού κόστους, ελαφρούς δορυφόρους που αναπτύσσονται σε άλλα ηλιακά σώματα ως μέρος μιας μεγαλύτερης αποστολής εξερεύνησης. Η Cottini και οι συνάδελφοί της θα παρουσιάσουν επίσης την πρότασή τους για το δορυφόρο και την αποστολή CUVE στο Ευρωπαϊκό Συνέδριο Πλανητικής Επιστήμης του 2017, το οποίο πραγματοποιείται από τις 17 έως τις 22 Σεπτεμβρίου στη Ρίγα της Λετονίας.
