Спустя неделю после запуска нового орбитального аппарата, предназначенного для исследования верхних слоёв атмосферы Марса, NASA запустило зондирующую ракету, цель которой провести исследование атмосферы Венеры – второй внутренней планеты Солнечной системы.
Американский искусственный спутник MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN – «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе») был запущен с Air Force Station мыса Канаверал во Флориде 18 ноября 2013 года. В минувший понедельник 25 ноября Venus Spectral Rocket (сокращённо VeSpR) стартовала с White Sands (штат Нью-Мексико).
По словам Kelly Fast, исследователя программы MAVEN, это совершенно не стечение обстоятельств, что оба запуска были произведены в разницей всего в неделю, более того, это даже уместно, поскольку целью обоих миссий является изучение атмосферных потерь, с единственной разницей, что MAVEN будет долгосрочно исследовать истощение атмосферы Красной планеты, а VeSpR – «взглянет» на Венеру с высоты абсорбирующей атмосферы Земли.
VeSpR это двухступенчатая система, сочетающая в себе ракету Terrier – изначально построенную как ракета класса «земля-воздух» и позже перепрофилированную для поддержки научных полётов, и Black Brant model Mk1, оснащённую внутри телескопом. Интеграция комплектующих производилась в Wallops Flight Facility НАСА (штат Виргиния).
Миссия предусматривает анализ ультрафиолетового излучения, испускаемого в настоящее время Венерой. Предполагается, что такие исследования помогут в получении информацию об истории воды на планете. Измерения, подобные этим, не могут быть сделаны при помощи наземных телескопов, поскольку атмосфера Земли поглощает большую часть ультрафиолетового света прежде чем он достигнет поверхности нашей планеты.
Решение этой проблемы заключается в том, чтобы проводить измерения ультрафиолетового излучения за пределами земной атмосферы. В данном случае зондирующая ракета доставила телескоп на высоту порядка 110 километров над поверхностью Земли. На этой высоте атмосфера чрезвычайной разряжена, что вполне достаточно для того, чтобы снять показания ультрафиолетового излучения.
По словам главного исследователя миссии John T. Clarke из Boston University, у Венеры в настоящее время достаточно толстая атмосфера, которая содержит очень мало влаги, но он и его коллеги полагают, что так было не всегда.
Учёные до сих пор пытаются определить, существовала ли вода на поверхности Венеры или только высоко в атмосфере, где температуры были более прохладными. Если поверхностная температура была ниже точки кипения на протяжении длительного периода времени, то вполне возможно, что на планете текли реки или даже существовал лёд.
Ключ к разгадке того, сколько когда-то воды было на Венере, заключается в том, чтобы определить сколько водорода и дейтерия (тяжёлого водорода) осталось в атмосфере. Оба могут соединяться с кислородом, чтобы образовать воду, либо в более распространённой форме Н2О, либо в случае соединения дейтерия с кислородом более редкой форме HDO. (Также, может формироваться незначительное количество DO2).
Интенсивное ультрафиолетовое излучение от Солнца стало причиной разрушения почти всех молекул воды в атмосфере Венеры. Поскольку регулярные атомы водорода в воде легче, они улетучиваются в космос быстрее, чем более тяжелые дейтериевые. Сравнивая количество дейтерия в настоящее время с концентрацией водорода, исследователи смогут оценить, сколько воды исчезло с Венеры и как быстро это произошло.
Более ранние оценки, сделанные на основе данных, собранных космическим аппаратом NASA «Pioneer Venus» в 1978 году и в ходе некоторых других наблюдений, указывали на то, что у Венеры, возможно, было достаточно древней воды, чтобы покрыть весь земной шар слоем в 7 метров. Но оказывается, что количество водорода и дейтерия может изменяться на различных высотах в атмосфере Венеры, что может кардинально отразиться на расчётах. Для того, чтобы помочь устранить эту неопределённость, VeSpR провел измерения в верхних слоях атмосферы.
Установленные на VeSpR приборы проводили наблюдения за Венерой всего в течении 8 минут, транслируя их на Землю в режиме реального времени. После полезная нагрузка на парашютах благополучно приземлилась. Настоящее время, инженеры работают над восстановлением полезной нагрузки для того, чтобы прибор можно было использовать в будущих экспериментах.
Clarke и его команда сопоставит полученные в ходе эксперимента данные с наблюдениями за Венерой, которые они недавно проводили при помощи космического телескопа «Хаббл». Исследователи также сотрудничают с Jean-Loup Bertaux of France Centre National de la Recherche Scientifique, который любезно предоставил данные ультрафиолетового прибора, установленного на космическом аппарате Venus Express Европейского космического агентства.
