ยานอวกาศ Venus Express ของ ESA ได้สรุปขั้นตอนการว่าจ้างในวงโคจรเมื่อสัปดาห์ที่แล้วและหน่วยงานได้ประกาศว่าพร้อมที่จะเข้าสู่ขั้นตอนการปฏิบัติการของภารกิจวิทยาศาสตร์ กระจกที่ใช้ในการกำหนดเป้าหมายเครื่องมือถูกล็อคในตำแหน่ง“ ปิด” ทำให้ไม่สามารถรวบรวมข้อมูลได้
เมื่อวันที่ 20 เมษายน 2549 หลังจากวงโคจรรอบดาวศุกร์ยาว 9 วันรอบ ๆ ดาวศุกร์ Venus Express ของ ESA เริ่มเข้าใกล้โลกมากขึ้นจนกระทั่งมันถึงวงโคจรยาว 24 ชั่วโมงสุดท้ายในวันที่ 7 พฤษภาคม ในช่วงเวลานี้และถึงวันนี้ยานอวกาศก็ทำงานอย่างไม่หยุดยั้ง: ข้อมูลใหม่ที่เข้ามาได้ให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของดาวเคราะห์ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน
หากการถ่ายภาพกระแสน้ำวนสองตาครั้งแรกที่ขั้วโลกใต้ของวีนัสซึ่งถ่ายโดยวีนัสเอ็กซ์เพรสในช่วงการโคจรครั้งแรกนับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของการสำรวจดาวเคราะห์และน่าประหลาดใจมากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ไม่มีใครสามารถทำได้ คาดว่ากระแสน้ำวนจะมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าที่คาดการณ์ไว้
ภาพอินฟราเรดที่ถ่ายโดยสเปกโตรมิเตอร์อัลตราไวโอเลต / มองเห็นได้ / ใกล้ - อินฟราเรด (VIRTIS) บนยานอวกาศไม่เพียงให้มุมมองที่ชัดเจนครั้งแรกของกระแสน้ำวน แต่ยังให้ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเมื่อวีนัสเอ็กซ์เพรสบินข้ามขั้วโลกใต้ที่ ปลายเดือนพฤษภาคมปีนี้
VIRTIS เป็นเครื่องมือที่สามารถทำงานที่ความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ความยาวคลื่นอินฟราเรดแต่ละจุดจะช่วยให้มองเห็นบรรยากาศของดาวศุกร์ในระดับความสูงที่แตกต่างกันเช่น 'หน้าตัด' “ เมื่อเรามองไปที่กระแสน้ำวนขนาดมหึมานี้ในระดับความลึกที่แตกต่างกันเราตระหนักว่ารูปร่างของมันแปรผันตามระดับความสูงได้มากเพียงใด “ มันเหมือนกับว่าเรากำลังดูโครงสร้างที่แตกต่างกันมากกว่าที่จะเป็นโครงสร้างเดียว และข้อมูลใหม่ที่เราเพิ่งเริ่มรวบรวมและวิเคราะห์เผยให้เห็นความแตกต่างที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น”
สาเหตุที่สัณฐานวิทยาของกระแสน้ำวนแตกต่างกันไปตามแนว 'แนวตั้ง' จึงยังไม่ได้อธิบาย “ นี่คือเหตุผลที่เราจัดแคมเปญเพื่อสำรวจกระแสน้ำวนขั้วโลกใต้ซึ่งอุทิศตนอย่างเต็มที่เพื่อไขปริศนาที่ไม่คาดคิด” จูเซปเป้ปิกซิออนนักวิจัยร่วมของ VIRTIS กล่าว “ ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจว่าโครงสร้างถูกจัดระเบียบอย่างไรจริง ๆ แล้ว VIRTIS นั้นเรากำลังสร้างมุมมอง 3 มิติที่แท้จริงของกระแสน้ำวน จากนั้นเราหวังว่าจะสามารถเข้าใจสิ่งที่เป็นแรงผลักดันที่ทำให้รูปร่างดีขึ้น”
ติดตามเมฆและลม
ขณะที่วีนัสเอ็กซ์เพรสบินไปทั่วโลกรายละเอียดอื่น ๆ จากชั้นบรรยากาศก็เริ่มปรากฏออกมาเช่นกัน ทั้งกล้องตรวจสอบวีนัส (VMC) และเครื่องมือ VIRTIS เริ่มตรวจสอบระบบคลาวด์และติดตามการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนในขณะที่สเปคตรัม SpicaV / SOIR เริ่มดึงข้อมูลเกี่ยวกับเคมีและอุณหภูมิในบรรยากาศ
ภาพอุลตร้าไวโอเลตจากกล้อง VMC แสดงลักษณะสัณฐานวิทยาที่ซับซ้อนของเด็คเมฆโดยมีลักษณะแถบที่บางและมีคอนทราสต์ต่ำมากซึ่งอาจเกิดจากลมแรงที่สร้างโครงสร้างที่มีความยาว ชุดรูปแบบ 'คลื่น' เป็นระยะในเมฆอาจเนื่องมาจากความแปรปรวนของอุณหภูมิและความดันในท้องถิ่นหรือจากแรงดึงดูดของน้ำขึ้นน้ำลงที่ Venus
การยืนยันที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งจากชุดข้อมูลแรกที่นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์คือการตรวจจับเครื่องหมาย ‘UV absorbers' - อัลตร้าไวโอเล็ตที่ด้านบนของคลาวด์ซึ่งมองเห็นได้ว่าเป็นคุณสมบัติที่เข้มกว่าในภาพ VMC พวกมันถูกเรียกเช่นนั้นเพราะมันดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์เกือบครึ่งหนึ่งที่ได้รับจากดาวเคราะห์ สารลึกลับที่ทำให้เกิดการดูดซึมนี้ยังคงเป็นปริศนาที่แท้จริงสำหรับนักวิทยาศาสตร์
“ การทำความเข้าใจว่าต้นกำเนิดของรังสีอัลตราไวโอเลตคืออะไรและสิ่งที่ทำให้พลังการดูดซับสูงเป็นหนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของ Venus Express” วอยเจเจ Markiewicz ผู้วิจัยหลักของ VMC จาก Max Planck Institute เพื่อการวิจัยระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในลินเดา , ประเทศเยอรมัน “ ตอนนี้เราได้รับการยืนยันว่าเราสามารถเห็นพวกเขาได้จริงดังนั้นเราจึงสามารถเริ่มทำงานเพื่อทำความเข้าใจว่าแหล่งข้อมูลของพวกเขาคืออะไร เนื่องจากพลังการดูดซับที่น่าทึ่งของพวกมันจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าใจความสมดุลของการแผ่รังสีและความร้อนโดยรวมของดาวเคราะห์และการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศ”
การติดตามการเคลื่อนไหวของคลาวด์และการเริ่มต้นกำหนดความเร็วลมเป็นแบบฝึกหัดที่นักวิทยาศาสตร์วีนัสเอ็กซ์เพรสได้เริ่มขึ้นแล้ว ทิวทัศน์ยามค่ำคืนที่น่าตื่นตาของชั้นบรรยากาศกลางถึงชั้นล่างเหนือละติจูดต่ำ (ระหว่าง20ºถึง 90 ºใต้) โดย VIRTIS แสดงให้เห็นเมฆที่ถูกผลักอย่างชัดเจนด้วยลม
“ ตอนนี้เราสามารถทำการประเมินเชิงคุณภาพเป็นครั้งแรกของสนามลมและการไหลเวียนซึ่งสะดวกสบายกับการวัดก่อนหน้านี้จากภารกิจกาลิเลโอเหนือขั้วโลกเหนือ” จูเซปเป้ปิกซิออน “ ตอนนี้เรากำลังรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติมจากความลึกบรรยากาศที่แตกต่างกันเพื่อให้สามารถระบุตัวเลขที่แม่นยำเป็นครั้งแรกซึ่งอาจเป็นในอนาคตอันใกล้”
“ เรากำลังรวบรวมข้อมูลแรกเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีเล็กน้อยของบรรยากาศเช่นคาร์บอนมอนอกไซด์” Pierre Drossart กล่าวเสริม “ ด้วย VIRTIS เราสามารถเห็นได้ในบรรยากาศของซีกโลกใต้ที่ลึกกว่าภารกิจก่อนหน้านี้และเราเริ่มรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเคมีที่ยังไม่ทราบของชั้นบรรยากาศชั้นล่างเพื่อสร้างภาพทั่วโลก การศึกษาการแปรผันของสารประกอบทางเคมีเล็กน้อยในละติจูดและลองจิจูดที่แตกต่างกันก็เป็นเครื่องติดตามที่มีประโยชน์มากสำหรับการเคลื่อนที่ของโลกในชั้นบรรยากาศ”
แปลกใจที่ 'บน' บรรยากาศ
เมื่อมองไปที่ชั้นบรรยากาศที่สูงขึ้นด้วย Venus Express นักวิทยาศาสตร์ถูกพาตัวไปอีกครั้งด้วยความประหลาดใจ ในความเป็นจริงแล้วรู้ว่าชั้นเมฆของดาวศุกร์มีความหนาประมาณ 20 กิโลเมตรและมีความสูงประมาณ 65 กิโลเมตรจากทั่วโลก การตรวจวัดครั้งแรกของดาวฤกษ์ที่เคยทำในดาวศุกร์ด้วยสเปคโตรมิเตอร์ SpicaV เปิดเผยว่าในตอนกลางคืนชั้นเมฆจะขยายความสูง 90 กิโลเมตรในรูปแบบของหมอกควันที่ทึบแสงและยังคงโปร่งใสมากขึ้น หมอกควันนานถึง 105 กิโลเมตร
การอุดตันของดาวฤกษ์เป็นเทคนิคที่ช่วยในการกำหนดองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์โดยการดู "พระอาทิตย์ตก" ของดาวปลายแหลมผ่านชั้นบรรยากาศ “ บนโลกบรรยากาศที่ชัดเจนสูงกว่าระดับความสูง 20 กิโลเมตรอย่างแน่นอน” Jean-Loup Bertaux ผู้ตรวจสอบหลักของ SpicaV / SOIR จากแผนกบริการของ CNRS ประเทศฝรั่งเศสกล่าว
“ เราประหลาดใจอย่างยิ่งที่ได้เห็นว่าหมอกควันที่ดาวศุกร์จะได้รับนั้นสูงขึ้นอย่างไม่คาดคิด ที่จริงแล้วบนโลกและบนดาวศุกร์ระยะทางประมาณ 20 กิโลเมตรบางครั้งก็เป็นไปได้ที่จะเห็นหยดของกรดซัลฟิวริก บนโลกพวกเขามาจากการระเบิดของภูเขาไฟ มันทำให้เราสงสัยว่าบนดาวศุกร์ซึ่งแตกต่างจากโลกหรือไม่หยดน้ำแข็งก่อตัวเป็นเมฆหนามากต้นกำเนิดของภูเขาไฟก็เช่นกัน”
ปรากฏการณ์หมอกควันอาจเกิดจากการควบแน่นของน้ำในผลึกน้ำแข็งในตอนกลางคืน แต่มันเร็วเกินไปที่จะแยกแยะคำอธิบายอื่น ๆ “ ตอนนี้เราจำเป็นต้องรวบรวมและศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อเข้าใจปรากฏการณ์นี้ในชั้นบรรยากาศ - พื้นที่ที่ก่อนหน้า SpicaV ยังไม่ได้รับการสำรวจอย่างแท้จริง” เขากล่าวสรุป
Bertaux ยังแสดงความพึงพอใจต่อการตรวจจับบรรยากาศของ 'heavy water' - โมเลกุลที่คล้ายกับน้ำ แต่มีมวลมากกว่า - ขอบคุณ SOIR สเปกโตรมิเตอร์ “ การตรวจจับน้ำหนักในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์และเปอร์เซ็นต์ของน้ำที่มีต่อน้ำฝนเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจว่ามีน้ำมากแค่ไหนบนโลกในอดีตที่ผ่านมา
“ ปริมาณของไอน้ำที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ในวันนี้น่าจะเพียงพอที่จะครอบคลุมดาวเคราะห์ด้วยชั้นของเหลวลึก 3 เซนติเมตร หากเราพบว่าน้ำหนัก - ร่องรอยของน้ำดั้งเดิม - มีอยู่อย่างหนาแน่นในชั้นบรรยากาศชั้นบนสุดซึ่งมันสามารถหลบหนีได้ง่ายกว่าปริมาณน้ำในอดีตอาจมีความสัมพันธ์กับชั้นได้ไม่กี่ร้อย เมตรลึก” Bertaux สรุป
การศึกษากระบวนการหลบหนีในชั้นบรรยากาศที่ Venus เป็นหนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของเครื่องมือ Venus Express อีกชิ้น - ASPERA (เครื่องวิเคราะห์พลาสมาพลาสม่าและอะตอมที่มีพลัง) เครื่องมือดังกล่าวตรวจพบการหลบหนีของออกซิเจนและเส้นทางโคจรของไอออนดาวเคราะห์อื่น ๆ เช่นฮีเลียมที่มีประจุเพียงอย่างเดียว
“ การตรวจจับในระยะเริ่มต้นนี้เป็นการยืนยันการมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงระหว่างสภาพแวดล้อมของดวงอาทิตย์กับชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ - ดาวเคราะห์ที่ไม่มีสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์เพื่อปกป้องมันจากลมสุริยะที่เข้ามา” Stanislav Barabash หัวหน้านักวิจัย ASPERA จากสถาบันฟิสิกส์อวกาศของสวีเดนกล่าว ใน Kiruna ประเทศสวีเดน “ การศึกษาปฏิสัมพันธ์นี้จะให้เบาะแสที่สำคัญเกี่ยวกับชุดของกลไกที่ซับซ้อนซึ่งก๊าซในชั้นบรรยากาศจะหายไปในอวกาศและอิทธิพลที่สิ่งนี้อาจมีต่อสภาพอากาศของดาวศุกร์ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา” เขาสรุป
สถานะของยานอวกาศ
เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2549 Venus Express ผ่านการสอบที่สำคัญ คณะกรรมการอีเอสเอประกาศข้อสรุปของยานอวกาศที่อยู่ในระยะการทดลองวงโคจรและประกาศว่ายานอวกาศได้พบสิ่งที่จำเป็นเพื่อเข้าสู่ขั้นตอนการปฏิบัติการของภารกิจวิทยาศาสตร์อย่างเป็นทางการ
ขั้นตอนการว่าจ้างวีนัสเริ่มเมื่อวันที่ 7 พฤษภาคมเมื่อดาวศุกร์ Express ถึงวงโคจร 24 ชั่วโมงสุดท้ายรอบโลกและสรุปในวันที่ 4 มิถุนายนปีนี้เป็นชุดปฏิบัติการที่มุ่งตรวจสอบประสิทธิภาพของยานอวกาศและระบบในดาวศุกร์ สภาพแวดล้อมของเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และระบบพื้นดินและการปฏิบัติการทั้งหมด
ยานอวกาศและเครื่องมือกำลังแสดงผลงานที่ดีโดยรวม อย่างไรก็ตามหนึ่งในเครื่องมือบนเรือคือ Planetary Fourier Spectrometer (PFS) พบว่ามีการทำงานผิดพลาดซึ่งไม่สามารถแก้ไขได้ในชุดของความพยายามที่ดำเนินการในอวกาศ สแกนเนอร์ PFS - กระจกที่เครื่องมือต้องการสำหรับการชี้ - ขณะนี้ถูกบล็อกในตำแหน่งปิดทำให้ไม่สามารถมองเห็นเป้าหมายของเครื่องมือได้
คณะกรรมการตรวจสอบการว่าจ้างรับรองชุดของกิจกรรมและการทดสอบเพิ่มเติมในวงโคจรที่จะดำเนินการในเดือนถัดไปเช่นเดียวกับชุดของการตรวจสอบอิสระเพื่อตรวจสอบที่มาของปัญหา ในขณะเดียวกันเครื่องมืออื่น ๆ จะครอบคลุมวัตถุประสงค์ PFS บางส่วน
PFS ถูกออกแบบมาเพื่อวัดองค์ประกอบทางเคมีและอุณหภูมิของบรรยากาศของดาวศุกร์ นอกจากนี้ยังสามารถวัดอุณหภูมิพื้นผิวและค้นหาสัญญาณของการระเบิดของภูเขาไฟ
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA
