NASACelem misji DAVINCI, zaplanowanej na początek lat 30. XXI w., są badania WenusAlpha Regio, potencjalnie starożytny kontynent spowity gęstymi chmurami.
Wykorzystując nowoczesne techniki analizy danych do analizy starych danych ze statku kosmicznego Magellan i poprzednich misji, zespół stara się uchwycić pierwsze obrazy tego terenu i lepiej zrozumieć historię geologiczną Wenus.
Rozpoczęcie misji NASA DAVINCI
Wystrzelona na początku lat 30. XXI wieku misja NASA DAVINCI ma zbadać, czy Wenus – paląca planeta otoczona toksycznymi gazami – mogła kiedyś mieć oceany i kontynenty podobne do Ziemi.
Misja składa się z przelatującego statku kosmicznego i sondy opadającej, a jej głównym celem jest Alpha Regio, górzysty obszar, który może reprezentować starożytny kontynent. Podczas gdy w latach 1970–1985 przez atmosferę Wenus przeleciało kilka międzynarodowych statków kosmicznych, sonda DAVINCI będzie pierwszą, która uchwyci obrazy tego fascynującego regionu spod gęstego, pokrytego chmurami nieba Wenus.
Przygotowanie na Wenus: wyzwania i strategie
Ale w jaki sposób zespół przygotowuje się do misji na planetę, na której od prawie 50 lat nie widziała sondy atmosferycznej i panują tam ekstremalne warunki, które mają tendencję do miażdżenia lub topienia gości znajdujących się na statku kosmicznym?
Naukowcy kierujący misją DAVINCI rozpoczęli od wykorzystania nowoczesnych technik analizy danych, aby przeglądać dane sprzed kilkudziesięciu lat z poprzednich misji na Wenus. Ich celem jest dotarcie do naszej sąsiedniej planety z jak największą ilością szczegółów. Umożliwi to naukowcom najskuteczniejsze wykorzystanie czasu opadania sondy do zebrania nowych informacji, które mogą pomóc w odpowiedzi na zadawane od dawna pytania dotyczące ścieżki ewolucyjnej Wenus i tego, dlaczego drastycznie odeszła ona od ścieżki Ziemi.
W latach 1990–1994 należąca do NASA sonda kosmiczna Magellan wykorzystała obrazowanie radarowe i wysokościomierze do sporządzenia mapy topografii Alpha Regio z orbity Wenus. Niedawno zespół NASA DAVINICI poszukał na tych mapach większej ilości szczegółów, dlatego naukowcy zastosowali nowe techniki do analizy danych z wysokościomierza radarowego Magellana. Następnie uzupełnili te dane obrazami radarowymi wykonanymi trzykrotnie z byłego Obserwatorium Arecibo w Puerto Rico i wykorzystali komputerowe modele wizyjne do analizy danych i uzupełnienia luk w informacjach w nowych skalach (mniej niż 0,6 mili, czyli 1 kilometr).
W rezultacie naukowcy dziesięciokrotnie poprawili rozdzielczość map Alpha Regio, przewidując nowe wzorce geologiczne na powierzchni i nasuwając pytania dotyczące tego, w jaki sposób te wzory mogły powstać w górach Alpha Regio.
Archiwizacja i odkrywanie
Stare dane oferują wiele korzyści nowym misjom, w tym informacje o tym, jakie częstotliwości, części widma lub rozmiary cząstek obejmowały wcześniejsze instrumenty, dzięki czemu nowe instrumenty będą mogły wypełnić luki.
Na Skoordynowane archiwum danych NASA dotyczących nauk o kosmosiezarządzanym w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA w Greenbelt w stanie Maryland, personel przywraca i digitalizuje dane ze starych statków kosmicznych. Te historyczne dane, w porównaniu ze współczesnymi 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 odkryli niedawno dowody na współczesną aktywność wulkaniczną na Wenus.
Magellan był jedną z pierwszych misji, w których przeprowadzono cyfrową archiwizację Publicznie dostępne repozytorium internetowe NASA danych misji planetarnych. Agencja dysponuje jednak ogromnymi ilościami danych – w większości jeszcze nie zdigitalizowanych – pochodzących z 1958 r., kiedy Stany Zjednoczone wystrzeliły swojego pierwszego satelitę, Explorer 1.
Przywracanie danych to złożone i wymagające dużych zasobów zadanie, dlatego NASA priorytetowo traktuje digitalizację danych potrzebnych naukowcom. Z trzema nadchodzącymi misjami na Wenus — należącymi do NASA misjami DAVINCI i VERITAS oraz misjami ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) Envision — pracownicy archiwum danych kosmicznych pomagają naukowcom uzyskać dostęp do danych z Pioneer Venus, ostatniej misji NASA polegającej na zrzuceniu sond do atmosfery Wenus w 1978 roku.
Odkrywanie tajemnic Alpha Regio
Alpha Regio to jedno z najbardziej tajemniczych miejsc na Wenus. Jego teren, znany jako „tessera”, przypomina wyglądem nierówne góry Ziemi, ale jest bardziej nieregularny i nieuporządkowany.
Tessery, zwane tak dlatego, że przypominają geometryczny wzór parkietu, odnaleziono tylko na Wenus, a DAVINCI będzie pierwszą misją, która szczegółowo zbada taki teren i sporządzi mapę jego topografii.
Sonda DAVINCI rozpocznie fotografowanie Alpha Regio — zbierając zdjęcia w najwyższej jak dotąd rozdzielczości — gdy opadnie poniżej chmur planety, zaczynając od wysokości około 25 mil, czyli 40 kilometrów. Ale nawet tam gazy w atmosferze rozpraszają światło, podobnie jak powierzchnia, przez co obrazy będą wydawać się zamazane.
Czy Wenus mogła być kiedyś światem nadającym się do zamieszkania, z oceanami wody ciekłej – jak Ziemia? To jedna z wielu tajemnic związanych z naszym spowijanym siostrzanym światem. Źródło: Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda należące do NASA
Innowacje technologiczne poprawiające jakość obrazu
Naukowcy z projektu DAVINCI pracują nad rozwiązaniem. Niedawno naukowcy ponownie przeanalizowali stare dane obrazowania Wenus przy użyciu nowego sztuczna inteligencja technika pozwalająca wyostrzyć obrazy i wykorzystać je do obliczania trójwymiarowych map topograficznych. Technika ta ostatecznie pomoże zespołowi zoptymalizować obrazy i mapy gór Alpha Regio wykonane w ramach projektu DAVINCI. Ulepszone obrazy zapewnią naukowcom najbardziej szczegółowy widok w historii – aż do rozdzielczości 3 stóp, czyli prawie 1 metra na piksel – co prawdopodobnie umożliwi im po raz pierwszy w historii wykrycie małych obiektów, takich jak skały, rzeki i wąwozy.
„Wszystkie dane ze starych misji stanowią część mozaiki opowiadającej historię Wenus” – powiedział Jim Garvin, główny badacz DAVINCI i główny naukowiec w NASA Goddard. „Historia, która jest arcydziełem w przygotowaniu, ale niekompletną”.
Analizując teksturę powierzchni i rodzaje skał w Alpha Regio, naukowcy mają nadzieję ustalić, czy tessery wenusjańskie powstały w wyniku tych samych procesów, które tworzą góry i niektóre wulkany na Ziemi.
