Materiaal van Venus mogelijk te vinden op de maan

Misschien gaan toekomstige astronauten op de maan wel op zoek naar Venus. Een nieuwe studie zegt dat het mogelijk is dat gesteente van Venus door inslagen van asteroïden het zonnestelsel in geslingerd is.

Laten we wel zijn: op Venus met zijn huidige atmosfeer is de kans dat gesteente van het oppervlak zijn weg vind naar onze maan nihil. De atmosfeer van Venus (90 keer de atmosferische druk van de Aard-atmosfeer op zeeniveau) is simpelweg te dicht, of je hebt een heel grote asteroïde nodig. Maar de aanwijzingen stapelen zich op dat Venus vroeger een Aards klimaat had en dat de atmosfeer veel minder dicht was.

Wetenschappers hebben doorgerekend of het überhaupt mogelijk is dat als in het verleden een asteroïde insloeg op Venus, dat materiaal dan op de maan terecht gekomen zou kunnen zijn. Voor de studie zijn ze uitgegaan van een Venus met een Aard-achtige atmosfeer. Ze zijn er ook van uit gegaan dat asteroïden die bij Venus komen, een hogere snelheid hebben. Want vanuit de asteroïdengordel is meer energie nodig om de baan van Venus te bereiken.

Uit computermodellen blijkt dat op deze manier genoeg materiaal de invloed van de zwaartekracht van Venus kan verlaten. En zo’n 0,07% van het gesteente zou de maan kunnen bereiken. Ze onderzochten ook of het gesteente van Venus de schok van de inslag op de maan zou kunnen overleven. Venus-meteorieten die door de hitte van de inslag van samenstelling veranderen, zijn minder interessant. De studie toont aan dat het goed mogelijk is dat er materiaal is dat de inslag overleeft zonder te heet te worden. Beter nog als het gesteente onder een lage hoek inslaat.

Er is een reden waarom wetenschappers zeer geïnteresseerd zijn in materiaal van Venus. Zozeer dat er zelf al nagedacht is over een sample return missie naar onze zusterplaneet. En dat is bepaald geen eenvoudige zaak. Maar gesteente van Venus zou ons kunnen uitleggen uit welk materiaal de binnenplaneten zijn opgebouwd. Ook zou het uitsluitsel kunnen geven of de maan ontstaan is door de inslag van een Mars-achtige protoplaneet op Aarde.

Heel misschien hebben we zelfs al materiaal van Venus in monsters die Apollo heeft meegebracht. Maar anders is het wachten op de aangekondigde onbemande en bemande maanmissies, zoals de Chinese Chang’e landers en NASA’s Artemis programma.

Bronnen:

https://news.yale.edu/2020/10/07/looking-pieces-venus-try-moon

https://arxiv.org/abs/2010.02215

Coverfoto: NASA/JPL

Oude Venus-sonde vond mogelijk ook fosfine

Twee weken geleden werd bekend gemaakt dat fosfine in de atmosfeer van Venus is gevonden en dat dit mogelijk een biologische oorsprong heeft. Dit maakte nogal wat los in de wetenschap. Kwam er eerst bijna geen geld los voor Venus-missies, nu wordt er druk gespeculeerd over wat we naar Venus moeten sturen om eventueel leven in de atmosfeer aan te tonen. Het bedrijf RocketLab deelde al een impressie van een mogelijke Venus missie gebaseerd op hun standaard satellietontwerp Photon, compleet met afdalingssonde.

Eerst willen wetenschappers echter zien dat fosfine aangetoond wordt op een andere manier dan met radio spectra. Dit om te voorkomen dat we iets over het hoofd zien in de interpretatie van die gegevens. Maar wat als we nou eens al fosfine gevonden hebben met oude atmosferische sondes? De Pioneer-Venus stuurde in 1978 maar liefst 4 sondes de atmosfeer van Venus in. Een ervan, de grootste van de vier, had een instrument bij zich, genaamd Large Probe Neutral Mass Spectrometer (LNMS). Met dit instrument werd de samenstelling van de atmosfeer gemeten vanaf een hoogte van 67 km tot op het oppervlak.

De grootste sonde van de Pioneer-Venus Multiprobe missie. (Credits: NASA)

Massa spectrometers zijn instrumenten waarin molekulen in een monster worden geioniseerd. Molekulen worden in feite in stukken gebroken en die stukken hebben een elektrische lading (ionen). Daarna wordt het monster versneld en door een magnetisch veld geleid. De baan van lichtere ionen wordt meer afgeleid dan zwaardere ionen en zo komen we te weten hoe zwaar ze zijn. Op die manier hoop je te kunnen achterhalen wat de oorspronkelijke molekulen waren.

Wetenschappers hebben die de oude gegevens van dit instrument nog eens bekeken, speciaal de gegevens die verzameld zijn op 50 tot 60 km hoogte. Destijds werd er niet eens gedacht aan de mogelijkheid dat zulke stoffen in de atmosfeer zouden kunnen bestaan. En de detectie van fosfine was bovendien gemakkelijk over het hoofd te zien.

Na hernieuwd onderzoek zeggen wetenschappers dat er een “verleidelijke mogelijkheid” is, dat er fosfine gevonden is. Niet alleen fosfine zelf, maar ook de fragmenten van fosfine die je zou verwachten met een massa spectrometer te vinden. Ze zeggen verder dat het er op lijkt dat de aanwezigheid van chemische stoffen uit balans is op deze hoogte in de atmosfeer. Precies zoals je zou verwachten als er leven in de atmosfeer is, of ten gevolge van chemische reacties die ons nog niet bekend zijn.

Analyse van de Pioneer-Venus gegevens (Credits: Rakesh Mogul et al.)

Dit zou kunnen betekenen dat de onlangs gedane metingen geen kortstondige afwijking waren, maar dat het fosfine in ieder geval al 40 jaar in de atmosfeer van Venus zit. Toch is nog niet iedereen overtuigd. Zo zou de concentratie fosfine in de gegevens van Pioneer-Venus veel hoger zijn dan de concentratie die twee weken geleden gemeld is. Maar nog niet alle gegevens van Pioneer-Venus zijn onderzocht. Er is nog veel meer te vinden op microfilm. Die data is niet gedigitaliseerd en vanwege COVID-19 kunnen de wetenschappers nu niet zomaar toegang krijgen. Die toestemming hopen ze echter wel deze week te regelen.

Wetenschappers zijn daarnaast op zoek naar nog meer oude datasets. De metingen van de Venera sondes van de Sovjet Unie zijn er waarschijnlijk niet gevoelig genoeg voor. En het is niet bekend waar die gegevens zijn opgeslagen. Ook oude infrarood telescoop gegevens van Venus worden nu onderzocht. In de nabije toekomst komen de Europese BepiColombo, de Solar Orbiter en NASA’s Parker Solar Probe ook langs Venus. Wellicht dat die nog kunnen bijdragen met nieuwe metingen.

Bronnen:

http://www.leonarddavid.com/decades-old-data-backs-phosophine-detection-in-clouds-of-venus-sign-up-for-signature-of-life/

https://www.scientificamerican.com/article/a-nasa-probe-may-have-found-signs-of-life-on-venus-40-years-ago/

https://avs.scitation.org/doi/10.1116/1.570059

Coverafbeelding: NASA

Stof met mogelijk biologische oorsprong gevonden in atmosfeer van Venus

Er is fosfine (PH3) gevonden in de atmosfeer van Venus. Dat werd vanmiddag tijdens een live stream van de Royal Astronomy Society onthuld. Laten we deze ontdekking stap voor stap bekijken.

Wat is fosfine?

Fosfine is een vrij simpel molekuul met een fosfor atoom met drie waterstof atomen. Het is vrij giftig en ontvlambaar, maar het is ook een zogenaamde biomarker. Dat wil zeggen, een stof die normaal (op rotsachtige planeten) alleen door leven gevormd wordt. Vorig jaar werd zelfs gesuggereerd dat fosfine de beste biomarker is om leven mee te zoeken met de nog te lanceren James Webb Space Telescope.

Wat is er precies gevonden?

Met de James Clerk Maxwell Telescope in Hawaii werd een dip in het radiospectrum gevonden die wijst op de aanwezigheid van fosfine. Met de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array in Chili zijn vervolgens betere metingen gedaan die de vondst van fosfine bevestigden.

Het fosfine werd gevonden in een middelste wolkenlaag in de atmosfeer op zo’n 50-60 km hoogte. En dat is toevallig ook de hoogte waar tropische temperaturen heersten. En dat is een stuk aangenamer dan de temperatuur op het oppervlak van Venus (rond de 460 graden).

De hoeveelheid fosfine die afgeleid is van het radarsignaal, is rond de 20 deeltjes per miljard deeltjes (parts per billions).

De dip in het radiospectrum van de James Clerk Maxwell Telescope (donkere lijn) en van de ALMA telescoop (lichtere lijn). (Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al. & JCMT (East Asian Observatory))

Wat zou de oorsprong van fosfine kunnen zijn?

Fosfine is een biomarker, maar men wilde eerst alle andere mogelijke bronnen uitsluiten. Daarbij is gedacht aan:

  • Stoffen die hoog in de atmosfeer afgebroken worden door (ultraviolet) zonlicht. Ofwel fotochemische reacties.
  • 70 andere reacties de fosfine vormen, inclusief reacties in en onder invloed van stof, aerosolen en dergelijke.
  • Reacties met rotsgesteente op het oppervlak, eventueel onder invloed van vulkanisme.

En wat de wetenschappers zeggen, is dat fosfine op die manier wel gevormd zou kunnen worden, maar niet in de hoeveelheden die gevonden zijn.

Dus zijn er twee andere mogelijkheden:

  • Nieuwe chemie: als in, chemische reacties die niet bekend zijn.
  • Een biologische oorsprong.

Fosfine molekulen in de atmosfeer van Venus (Credit: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada).

Maar komt fosfine ook niet in de atmosfeer van Jupiter en Saturnus voor?

Dat klopt. Fosfine werd in Jupiter’s atmosfeer al in 1975 ontdekt. Maar fosfine wordt daar in het binnenste van Jupiter gevormd onder invloed van een enorme hoeveelheid energie. Venus is wel heet en kent een hoge atmosferische druk op het oppervlak, maar niet genoeg om langs die weg fosfine te produceren.

Dus leven?

De wetenschappers benadrukten nog eens dat ze niet claimen dat ze leven gevonden hebben. Maar deze vondst vraagt wel om extra onderzoek.

Het is ook niet de eerste aanwijzing voor mogelijk even in de atmosfeer van Venus. Zo werd ontdekt dat de – in het ultraviolet – donkere banden in de atmosfeer gevormd werden door “partikels ter grootte van microben”.

Als er leven is, waar komt dat dan vandaan?

De afgelopen jaren zijn aanwijzingen steeds sterker geworden dat Venus niet altijd zo’n helse planeet geweest is als tegenwoordig. De vermoedens zijn dat 1 miljard jaar geleden er zelfs oceanen (van water) geweest zouden kunnen zijn.

Ook zou microbiologisch leven afkomstig kunnen zijn van Aarde. Bijvoorbeeld van materiaal dat vrij kwam bij een inslag op Aarde. En wie weet hebben we het zelf meegebracht. Nadat bleek dat Venus op het oppervlak kokendheet was, zijn de Venus-landers misschien niet met dezelfde zorg ontsmet als dat met Mars-landers het geval was.

Hoe zijn de reacties in de planetaire wetenschap?

Lang niet alle planetair wetenschappers zijn overtuigd van een biologische oorsprong van fosfine. Er is al een verhit debat gaande, onder andere op Twitter, waarin een heel spectrum van meningen van “als je geen niet-biologische reacties kunt bedenken waarop fosfine gevormd wordt, betekent niet dat de oorsprong biologisch is” (Carolyn Porco) tot “ik roep al jaren dat biologisch leven in de atmosfeer van Venus mogelijk is” (David Grinspoon).

Hoe gaan we vinden of er echt leven op Venus is?

Wetenschappers vragen al decennia om nieuwe missies om Venus te onderzoeken. Maar Venus-missies vielen vaak buiten de prijzen. Deze vondst van fosfine zou daar wel eens verandering in kunnen brengen. Er zijn een paar mogelijke Venus-missies:

  • De Indiase ruimtevaartorganisatie ISRO kondigde aan in 2023 de Venus orbiter Shukrayaan-1 te lanceren. Het budget is nog niet helemaal rond. De selectie van de instrumenten die meegaan op Shukrayaan-1 is nog niet rond, dus misschien kan ISRO de nieuwe bevindingen in de selectie meewegen.
  • Voor de volgende Discovery klasse missie van NASA zijn twee van de vier kandidaten Venus missies. Onder andere DAVINCI+, een sonde die in de atmosfeer moet afdalen, zou interessant onderzoek kunnen doen. De andere Venus-missie, VERITAS, moet Venus met radar in kaart brengen.
  • Venera-D is een Russische Venus-lander die veel langer op het oppervlak onderzoek moet doen dan met de Venera missies van de 1970-er en 1980-er jaren mogelijk was. Dit is een grote Venus missie die tot stand moet komen in samenwerking met NASA, met een lancering in 2026 of 2027. Het budget was echter de afgelopen jaren een probleem.

Een groot voordeel van missies naar Venus is dat Venus dichtbij de Aarde staat, en dat er veel vaker lanceerwindows mogelijk zijn dan Mars, om maar te zwijgen over manen zoals Europa en Enceladus.

Wat voor onderzoek zouden de wetenschappers van deze paper zelf graag zien?

Ze hadden het in de live stream zelf over infrarood spectrometers, massaspectrometers en misschien zelfs een microscoop. Er was ook hoop op commerciële missies. Onlangs kondigde het bedrijf Rocket Labs aan dat de nieuwste versie van hun Electron raket Venus zou kunnen bereiken.

Op vragen van ruimtevaart journalisten gaven ze aan dat Venus ballonnen ook interessant zouden kunnen zijn. Er zijn al eens twee Franse ballonnen in de atmosfeer van Venus afgezet op een missie van de Sovjet Unie. Die deden 2 dagen onderzoek. De wetenschappers zouden nu liever ballon-missies zien die weken of maanden actief zijn.

Wat betekent deze vondst voor het Venus onderzoek?

Het zou het begin van hernieuwde belangstelling naar Venus kunnen betekenen. Een beetje zoals de Mars meteoriet waar in 1996 vermeende sporen van microben gevonden werden. Of dat echte sporen van microben waren, is altijd onderwerp van discussie gebleven. Maar nadat jarenlang er geen onderzoek gedaan werd naar Mars, volgde opeens de ene na de andere missie. Wie weet kan zoiets ook bij Venus gebeuren.

Bronnen:

https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4

https://www.eso.org/public/news/eso2015/

https://www.planetary.org/articles/venus-phosphine-biosignature

Winnaars Venus rover sensor wedstrijd bekend

In februari schreef NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) een wedstrijd uit voor een mechanische sensor voor een “uurwerk rover”. Deze Automaton Rover for Extreme Environments (AREE) moet kunnen rijden in de extreme omstandigheden op Venus: 460 graden Celsius, 90 bar atmosferische druk en af en toe een bui met zwavelzuur. Normale elektronica werkt niet meer bij deze temperaturen, vandaar dat AREE mechanisch is.

JPL zocht nog een mechanische sensor die detecteert als de rover tegen een rotsblok aan rijdt, of in een afgrond dreigt te kukelen. Daarvoor was een prijsvraag uitgeschreven met uitgebreide specificaties waar zo’n sensor aan moet voldoen. Inmiddels zijn de winnaars bekend.

De Egyptische architect Youssef Ghali won de hoofdprijs van 15.000 dollar met zijn “Venus Feelers”. Zijn systeem bestaat onder andere uit drie voorloopwieltjes in een driehoek die als het ware het terrein aftasten. Gaan de voorloopwielen te ver omhoog of omlaag, dan rijdt de rover automatisch de andere kant uit.

Er waren meerdere mechanische ontwerpers die de kans zagen om eindelijk eens in de spotlights te komen. Een aantal van hen wist prijzen in de wacht te slepen. Een team bouwde zelfs al een prototype en kreeg daarvoor ook een prijs.

Bronnen:

https://www.herox.com/VenusRover/128-meet-the-winners

Coverafbeelding: Youssef Ghali

Een monster verkrijgen van Venus?

Waar Mars in de afgelopen decennia veel aandacht heeft gehad van orbiters en rovers, zijn er nauwelijks ruimtemissies naar Venus geweest. De laatste keer dat een lander neer kwam op deze hete planeet, was in 1986. In een nieuw artikel betogen twee astronomen, Richard Greenwood en Mahesh Anand, dat het nodig is om monster van Venus naar Aarde te brengen.

Dat is nogal een statement, al is dit niet de eerste keer dat het voorgesteld wordt. Een “one does not simply walk into Mordor” meme, leek me wel op zijn plaats.

one does not simply take Venus samples

 

Het bronmateriaal van de binnenplaneten

Waarom is een monster van Venus zo belangrijk? Het artikel begint uit te leggen welke vragen er zijn over het ontstaan van de binnenste, rotsachtige planeten, zoals dus Venus en Aarde. Er zijn twee bronmaterialen bekend van deze planeten: koolstof-chondrieten en gewone, of O-chondrieten. O-chondrieten bestaan voor het grootste deel uit rots, maar ook ijzer en nikkel. Veruit de meeste meteorieten zijn ook opgebouwd uit dit materiaal. Koolstof-chondrieten bestaan uit koolstofhoudende stoffen, waaronder aminozuren. Slechts 5% van de meteorieten zijn koolstof-chondrieten en gedacht wordt dat ze verder van de zon zijn gevormd.

Er bestaan nog allerlei vragen over waarom er een verschil is tussen die twee materialen en waarom ze niet al vroeg in de stofschijf rond de zon werden gemengd, voor de planeten ontstonden. Maar misschien werd dit materiaal in het binnenste deel van ons zonnestelsel wel gemengd en er buiten niet? Een monster van Venus zou dat antwoord kunnen geven.

20150305_veneracombof45
Foto’s van het oppervlak van Venus, gemaakt door verschillende Venera landers. (Credits: Russian Academy of Sciences / Ted Stryk)

 

 

Andere redenen

Dan is er de vraag waar onze maan vandaan komt. We denken dat de vroege Aarde werd geraakt door een protoplaneet, genaamd Theia. Maar waarom komen de Aarde en de maan zo dicht overeen qua samenstelling en is de maan niet deels Theia, deels Aarde? Of is er gewoon sprake van dat de samenstelling van het binnenste deel van het zonnestelsel hetzelfde was? Een monster van Venus zou de doorslag kunnen geven.

En verder zouden monsters van Venus ook andere vragen kunnen beantwoorden. Het lijkt erop dat Venus vroeger oceanen had. En de aanwijzingen worden sterker dat dit nog niet eens zo heel lang geleden niet meer het geval was. Een landing op een slimme plaats op Venus, zou zulke theoriën kunnen bevestigen of ontkrachten.

Er zijn verder ook vreemde donkere plekken te zien in Venus’ atmosfeer, als je die bekijkt in ultraviolet. Drie jaar geleden werd berekend dat die worden veroorzaakt door deeltjes “ter grootte van microben”. Wellicht dat daar ook onderzoek naar gedaan kan worden.

IDL TIFF file
Donkere banden in de atmosfeer van Venus, gefotografeerd door Venus Express in ultraviolet. (Credits: ESA/MPS/DLR/IDA)

 

Zuurstofisotopen

Een belangrijke meting daarbij, is de verhouding tussen de stabiele isotopen van zuurstof. Zuurstof vind je in allerlei molekulen, zoals kooldioxide, siliciumoxide (rots) en vele mineralen. Om een lang verhaal kort(er) te maken: de verhoudingen tussen die isotopen vertellen iets over de afkomst van het materiaal.

Die bepaling van die zuurstofisotopen kan het nauwkeurigst in het lab gedaan worden. Maar er is ook een meetmethode die gedaan kan worden op een lander of rover. Zo is de Curiosity rover op Mars in staat die meting te doen. Alleen is die meting veel minder nauwkeurig. Nou is het verschil van de ratio’s tussen die zuurstofisotopen op Aarde en Mars nogal groot, dus in geval van Curiosity was dat niet zo’n probleem. Maar de verwachting is dat de verschillen tussen Venus en Aarde heel klein zijn. En dus is een hoge nauwkeurigheid nodig om dit probleem op te lossen, iets dat alleen op Aarde gedaan kan worden.

 

Een sample return missie

Volgens het artikel is een aangeboord monster van minimaal 100 gram nodig. Het plan is om nog eens 100 gram te verkrijgen middens een soort stofzuiger. Vanwege de extreme condities op Venus, moeten deze monsters moet binnen een uur na landing verkregen worden en in een terugkeerraket gebracht zijn. Alles moet automatisch en vlot gebeuren. Vanaf Aarde kunnen we alleen maar nagelbijtend toekijken.

11214_2020_669_Fig14_HTML
Hoe een sample return missie naar Venus zou kunnen verlopen. (Afbeelding: Greenwood, R.C., Anand, M.)

Maar hoe komen we na landing op Venus in vredesnaam terug in een baan rond de planeet? We hebben te maken met een atmosfeer met op het oppervlak een gemiddelde druk van 92 bar. Wat voor enorme raket heb je nodig om daar doorheen te komen? Men heeft daar meerdere ideeën over. Een ervan is om een terugkeerraket eerst naar 66 km hoogte te brengen aan een ballon. Daar is de atmosfeer al ijler dan die op Aarde op zeeniveau. Onderweg worden ook monsters van de atmosfeer meegenomen van verschillende hoogten.

Dan nog heb je een drietraps vastebrandstofraket nodig om de monsters in een baan rond Venus te brengen. Eenmaal in een baan rond Venus wacht er een orbiter, die de monsters over neemt en naar Aarde brengt.

 

Kosten

Er zijn momenteel plannen voor een sample return missie naar Mars en die wordt complex en gaat vele miljarden kosten. Hoeveel gaat een sample return missie naar Venus kosten? Volgens de berekeningen in dit artikel, wordt zo’n missie goedkoper dan de Curiosity rover, maar dan nog steeds zou zo’n Venus “grab and go” missie rond de 1,5 miljard dollar gaan kosten. De vraag is natuurlijk of dat bedrag in deze tijden losgemaakt kan worden.

 

Bronnen:

https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-020-00669-8

https://en.wikipedia.org/wiki/Chondrite#Ordinary_chondrites

https://www.cosmos.esa.int/documents/1866264/3219248/ValentianD_Venus+sample+return+mission+revisited_r2.pdf/51e80e8b-8ecd-44a9-8363-5525e6cb35d9?t=1565184752220

Coverafbeelding: Venus door NASA’s Magellan sonde in kaart gebracht (afbeelding: NASA)

Video van de live stream over Venus is online

Vanavond was er weer een live stream van onze werkgroep te zien. Dit keer vertelde Marcel-Jan Krijgsman over de planeet Venus. Alles passeerde de revue vanaf de oudheid tot de eerste ruimtesondes die eigenlijk op de oceanen van Venus hadden moeten landen. En die bleken niet te bestaan, want gaandeweg ontdekten we dat Venus heel heet was. Tenslotte kwamen ook actieve vulkanen en mogelijke microben in de atmosfeer en terraforming van Venus nog aan bod.

De video is te zien op Twitch, maar is inmiddels ook geüpload op Youtube:

 

Oh ja, en ook kwam een boekje uit 1910 aan bod, waaruit bleek hoe we 110 jaar geleden over Venus dachten. Het was een totaal andere planeet.

Bibliotheek Natuurleven Venus1.png

Uit Bibliotheek Natuurleven van Aarde en Hemel door J.J. Hof uit 1910.

 

Een week later heb ik trouwens een Engelstalige live stream over Venus gedaan. Die video staat ook op Youtube:

Live stream over Venus op 7 mei 20:00

Donderdag 7 mei tussen 20:00 en 21:00 is er weer een live stream. Dit keer over de planeet Venus.

We kennen Venus nu als een helse planeet, waar het zwavelzuur regent. Dat is niet altijd zo geweest. Lang werd gedacht dat onze zusterplaneet zou zijn als een iets warmere versie van onze Aarde, met mogelijk leven. De eerste Venus-landers waren zelfs uitgerust om te landen op een oceaan. Maar daarna leerden we waarom deze landers de tocht door de hete en dichte atmosfeer niet overleefden. En toch is leven er nog steeds een mogelijkheid.

https://www.twitch.tv/wg_maan_en_planeten

Foto 02-05-2020 14 41 09.jpg
Bij gebrek aan printer thuis ben ik maar ik viltstiften gaan gebruiken om lokaal reclame voor de live stream te maken.

Help NASA een Venus rover bouwen

Hou je van steampunk en ben je een beetje handig? Dan is deze uitdaging van NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) misschien wel wat voor jou. NASA zou een rover willen neerzetten op Venus. Maar met een temperatuur van 460 graden en een luchtdruk die een onderzeeër ineen zou drukken is dat geen sinecure.

Normale elektronica laat het bij deze temperaturen ruimschoots afweten, dus denkt men bij JPL aan een “uurwerk rover”, een rover die geheel mechanisch werkt. Jazeker, de 19e eeuw herleeft! Een cruciaal ding wat daarbij alleen ontbreekt is een sensor die obstakels detecteert, zodat de rover die ontwijkt. Daarom heeft het Jet Propulsion Laboratory een competitie uitgeschreven. Als jij het winnende idee aanbrengt, kun je hiermee $30.000 verdienen.

De sensor moet gaan werken op JPL’s Automaton Rover for Extreme Environments (AREE). JPL wil met dit concept weken of maanden onderzoek doen op onze buurplaneet (tot nu toe overleefden landers op Venus niet meer dan 2 uur). AREE moet een rover worden met vier wielen van 75 cm doorsnede. Met zijn dichte atmosfeer is windenergie supergoedkoop op Venus, en daarom heeft JPL een windmolen op de rover in gedachten.

(De ontwerpers hebben ook een versie overwogen volgens het Strandbeest ontwerp van Theo Jansen, maar nadat ze met hem spraken leken wielen toch een praktischer ontwerp)

De website vertelt waar de sensor aan moet voldoen. De sensor moet hellingen van 30 graden detecteren (op- of aflopend) en rotsblokken van 35 cm hoogte of 35 cm diepe gaten vinden. Als de sensor zo’n obstakel detecteert, moet er een palletje uit gaan steken, waardoor de uurwerk-computer het signaal krijgt een andere richting uit te gaan.

De deadline voor de competitie is 29 mei.

 

Scott Manley vertelt in deze video nog eens hoe groot de uitdagingen van zo’n rover op Venus zijn:

 

Bron:

https://www.herox.com/VenusRover/overview

Coverafbeelding: Jet Propulsion Laboratory

NASA kiest mogelijke missies naar Venus, Io en Triton

Waar gaat NASA in de toekomst naar toe in het zonnestelsel? Deze week maakte NASA een nieuwe selectie van Discovery-klasse missies bekend. Dit zijn relatief goedkope wetenschappelijke missies die door universiteiten voorgesteld kunnen worden. Er is budget voor een of twee van zulke nieuwe missies, maar voor nu heeft NASA er vier geselecteerd om verder uit te werken.

De missies gaan naar Venus, Jupiter-maan Io en Neptunus-maan Triton.

 

TRIDENT

Toen Voyager-2 in 1989 langs Neptunus vloog, bleken er op Triton duidelijke sporen te zijn van geisers. Dit was totaal onverwacht: Neptunus en Triton staan zo ver van de zon, dat astronomen een koude en totaal bevroren maan aan dachten te treffen. En er was meer: de aanwijzingen waren groot dat Triton een Kuipergordel object was, dat ingevangen in een baan rond Neptunus was.

TRIDENT moet in 2025 gelanceerd worden en dat zal geen uitstel dulden, want daarna duurt het decennia voor weer zo’n vlucht met weinig brandstof ondernomen kan worden. TRIDENT zal langs Venus en Jupiter (en Io) vliegen, voor het in 2038 aankomt bij Neptunus en Triton.

Helaas is TRIDENT een flyby missie. Om in een baan rond Neptunus of Triton te komen, zou veel brandstof nodig zijn en dat zou de missie te duur maken. TRIDENT zal op slechts 500 km langs Triton scheren en daarbij in de gelegenheid zijn om het hele oppervlak van deze maan in kaart te brengen. Ook zal TRIDENT in staat zijn om vast te stellen of er pluimen zijn en meten of er onder het oppervlak zich een oceaan bevindt.

TRIDENT flyby.PNG
Hoe de flyby van TRIDENT moet plaats vinden. (Afbeelding K. L. Mitchell , L. M. Prockter, W. E. Frazier, W. D. Smythe, B. M. Sutin, D. A. Bearden, en het Trident Team.)

 

VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy)

Het is al even geleden sinds NASA een missie naar Venus stuurde. En dat terwijl die planeet steeds meer vragen oproept. Zo zijn de aanwijzingen steeds sterker dat Venus vulkanisch actief is. VERITAS is een missie die Venus met radar in kaart moet gaan brengen. Dat deed de Magellan missie in 1989 ook, maar VERITAS heeft een resolutie van 30 meter in plaats van Magellan’s 1 km.

Daarbij brengt VERITAS Venus ook in kaart in infrarood, waarmee vulkanisme gevonden kan worden. En VERITAS gaat het zwaartekrachtveld van Venus meten.

Veritas20150930.jpg
De VERITAS radarsonde (Afbeelding: NASA/JPL-Caltech)

 

DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus)

Een grote onbeantwoorde vraag is waarom twee planeten van ongeveer gelijke grootte, Aarde en Venus, zulk extreem ander klimaat kunnen ontwikkelen. Venus heeft een oppervlakte temperatuur van 460 graden Celsius, op Aarde stroomt water. De hoop is dat de DAVINCI+ missie daar antwoorden op kan geven.

DAVINCI_Venus_mission_descent
De DAVINCI+ afdalingssonde. (Afbeelding: NASA/GSFC)

Terwijl DAVINCI+ in 66 minuten afdaalt naar het oppervlak, zal de afdalingssonde druk bezig zijn de samenstelling van de atmosfeer te bepalen. Een belangrijke vraag is wat er gebeurd is met water op Venus. Er zijn aanwijzingen dat Venus heel vroeger water op het oppervlak heeft gehad. Maar waar is dat gebleven?

DAVINCI+ zal een camera bij zich hebben die tijdens de afdaling en op het oppervlak foto’s zal maken. DAVINCI+ zal de eerste Venus afdaler zijn sinds 1986.

Io Volcano Observer (IVO)

Tja, waarom zou je Jupiter’s vulkanische maan Io in vredesnaam van zo dichtbij willen onderzoeken? Er is geen oceaan van water, geen geisers en geen enkele aanwijzing voor leven. Io heeft vulkanisme zoals je dat verwacht: met lava. Maar daarin is Io dan samen met de Aarde uniek in. En we zouden van Io heel veel kunnen leren over hoe plaattektoniek werkt. Sterker nog, we weten eigenlijk heel weinig over hoe plaattektoniek tot stand komt.

IVO moet daarom in 2031 in een baan rond Jupiter komen en een aantal flyby’s langs Io maken. De reden dat IVO niet in een baan rond Io komt, is omdat Io dicht rond Jupiter draait. Het stralingsveld van Jupiter zou daarbij de electronica verwoesten. Beter dan om vanuit een hoge baan af en toe (negen keer in vier jaar) langs Io te scheren. En de hoop is dat IVO daarbij door de pluim van een vulkaan vliegt, zodat die geanalyseerd kan worden. Uiteraard heeft IVO de nodige camera’s om het vulkanisme uitgebreid in beeld te brengen.

Om te vieren dat de Io Vulcano Observer een stap verder is gekomen, maakte de astronoom en kunstenaar James Tuttle Keane een model van Io dat je kunt uitprinten en op een bol kan plakken:

 

De uiteindelijke beslissing welke van deze missies er echt gelanceerd gaat worden, wordt in 2021 genomen. Afhankelijk van het budget zouden er een of twee missies kunnen zijn.

 

Bronnen:

https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7597

https://en.wikipedia.org/wiki/Trident_(spacecraft)

https://en.wikipedia.org/wiki/VERITAS_(spacecraft)

https://en.wikipedia.org/wiki/DAVINCI

https://en.wikipedia.org/wiki/Io_Volcano_Observer

Klik om toegang te krijgen tot 3200.pdf

Klik om toegang te krijgen tot 3200.pdf

 

Coverafbeeldingen: NASA/JPL-Caltech

Aanwijzingen dat Venus nu nog vulkanisch actief is

Venus heeft overal resten van vulkanisme. Er was al langer een vermoeden dat Venus nog steeds vulkanisch actief is. Zo vond ESA’s Venus Express zwaveloxide in de atmosfeer. En nu zijn de aanwijzingen een stuk sterker geworden dat er vandaag de dag nog uitbarstingen zijn op onze buur.

Voordat Venus Express bij Venus in een baan kwam, in 2006, hadden we al radarbeelden van het oppervlak. Op die radarbeelden waren lavastromen te zien, maar we wisten niet hoe oud die waren. Met het Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) werd in beeld gebracht hoeveel infrarood licht wordt uitgestraald door die lavavlakten. Daardoor konden we achterhalen dat een aantal lavastromen geologisch vrij jong was: minder dan 2,5 miljoen jaar oud.

Lavastromen bevatten olivijn, een veel voorkomend mineraal in basalt (vulkanisch gesteente). Dat werd ook gevonden door Venus Express’ VIRTIS instrument.

In dit nieuwe onderzoek is men de omstandigheden op Venus gaan namaken in een laboratorium, om te zien hoe snel olivijn reageert met Venus’ hete atmosfeer. Het product van die reactie is hematiet en magnetiet. Uit de experimenten bleek dat deze reactie heel snel plaats vindt zodra olivijn aan de oppervlakte komt. Binnen weken tijd is het oppervlak hierdoor veranderd. Met andere woorden: waar we op Venus olivijn vinden, is niet lang geleden een vulkanische uitbarsting plaats gevonden.

 

Bronnen:

https://newsroom.usra.edu/scientists-find-evidence-that-venus-has-active-volcanoes/

https://advances.sciencemag.org/content/6/1/eaax7445.full

Coverfoto: Idunn Mons, met metingen van Venus Express’s VIRTIS instrument. Credits: NASA/JPL-Caltech/ESA