Запуск миссии NASA DAVINCI запланирован на начало 2030-х годов. Она будет исследовать, были ли на Венере когда-то океаны и континенты, подобные Земле. Состоящий из орбитального космического аппарата и спускаемого зонда, DAVINCI сосредоточится на регионе под названием Альфа Регио (Alpha Regio), возможном древнем континенте. Хотя несколько международных космических аппаратов пролетали сквозь атмосферу Венеры между 1970 и 1985 годами, зонд DAVINCI станет первым, который сделает снимки этой загадочной местности из-под толстых и непрозрачных облаков Венеры.

Учёные, возглавляющие миссию DAVINCI, начали с использования современных методов анализа данных, чтобы изучить данные прошлых миссий на Венеру, которым уже десятки лет. Их цель — прибыть к планете с максимально возможным количеством деталей. Это позволит максимально эффективно использовать время спуска зонда для сбора новой информации, которая может помочь ответить на давние вопросы об эволюционном пути Венеры и о том, почему он так сильно отличается от земного.

Слева — новый и более подробный вид региона Альфа Венеры, разработанный учёными миссии NASA DAVINCI. Справа — менее подробная карта, созданная с использованием данных радиолокационного альтиметра, собранных космическим аппаратом NASA Magellan в начале 1990-х годов. Цвета на картах отображают топографию: тёмно-синий цвет обозначает низкие высоты, а коричневый — высокие. Источник: Jim Garvin / NASA's Goddard Space Flight Center

В период с 1990 по 1994 год космический аппарат NASA Magellan использовал радиолокационную съёмку и альтиметрию для картирования топографии области Альфа с орбиты Венеры. Недавно команда NASA DAVINICI запросила больше деталей из этих карт, учёные применили новые методы для анализа данных радиолокационного альтиметра миссии Magellan. Затем они дополнили эти данные радиолокационными снимками, полученными обсерваторией Аресибо в Пуэрто-Рико, и использовали компьютерные модели для тщательного изучения данных и заполнения пробелов в информации в новых масштабах (менее 1 километра).

В результате учёные улучшили разрешение карт области Альфа в десять раз, предсказав новые геологические закономерности на поверхности и поставив вопросы о том, как эти особенности могли сформироваться в этом регионе.

Старые данные предоставляют множество преимуществ для новых миссий, включая информацию о том, какие частоты, части спектра или размеры частиц охватывали предыдущие приборы, чтобы новые приборы могли заполнить пробелы.

В NASA Space Science Data Coordinated Archive сотрудники восстанавливают и оцифровывают данные со старых космических аппаратов. Эти старые данные, если их сравнить с современными наблюдениями, могут показать, как планета меняется с течением времени, и даже могут привести к новым открытиям спустя долгое время после завершения миссий. Например, благодаря новому взгляду на наблюдения Magellan учёные недавно обнаружили доказательства современной вулканической активности на Венере.

Magellan был среди первых миссий, которые были заархивированы в цифровом виде в общедоступном онлайн-хранилище данных планетарных миссий NASA. Но у агентства есть ещё множество данных, большая часть из которых ещё не оцифрована, начиная с 1958 года, когда США запустили свой первый спутник Explorer 1.

Восстановление данных — сложная и ресурсоёмкая работа, и NASA отдаёт приоритет оцифровке данных, необходимых учёным в первую очередь. С тремя предстоящими миссиями на Венеру — NASA DAVINCI и VERITAS, а также миссии Европейского космического агентства (ESA) Envision — сотрудники архива космических данных помогают учёным получить доступ к данным с Pioneer Venus, последней миссии NASA по запуску зондов в атмосферу Венеры в 1978 году.

Архив с данными миссий «Аполлон». Источник: NASA / Lonnie Shekhtman

Альфа Регио — один из самых загадочных регионов на Венере. Его рельеф, известный как «тессера», похож на скалистые земные горы, но более беспорядочный. Мозаичные плитки, получившие такое название из-за сходства с геометрическим рисунком паркетного пола, были обнаружены только на Венере, и DAVINCI станет первой миссией, которая подробно исследует такую местность и составит карту её топографии.

Зонд DAVINCI начнет фотографировать Альфа Регио, собирая изображения с самым высоким разрешением на сегодняшний день, как только он спустится ниже облаков планеты, начиная с высоты около 40 километров. Но даже там газы в атмосфере рассеивают свет, как и поверхность, так что эти изображения будут выглядеть размытыми.

Ученые DAVINCI работают над решением. Недавно учёные повторно проанализировали старые данные изображений Венеры, используя технологию искусственного интеллекта, которая может повышать резкость изображений и использовать их для вычисления трёхмерных топографических карт. Эта технология в конечном итоге поможет команде оптимизировать изображения и карты гор Альфа Регио, полученные DAVINCI. Улучшенные изображения предоставят самый подробный вид из когда-либо созданных — вплоть до разрешения почти 1 метра на пиксель — возможно, впервые в истории позволяя обнаруживать такие мелкие объекты, как камни, реки и овраги.

Анализируя текстуру поверхности и типы горных пород в области Альфа, учёные надеются определить, образовались ли венерианские тессеры в результате тех же процессов, которые создают горы и некоторые вулканы на Земле.

Вид Юпитера с космического аппарата NASA Pioneer 10, запущенного 2 марта 1972 года. Источник: NASA / Lonnie Shekhtman

Миссия DAVINCI будет включать в себя не только изучение поверхности Венеры, но и анализ её атмосферы. Учёные хотят понять, как атмосфера Венеры взаимодействует с поверхностью, и как это взаимодействие влияет на климат планеты.

В венерианском зонде будут использованы новые технологии и инструменты, которые позволят учёным собрать больше данных о Венере, чем когда-либо прежде. Одним из этих инструментов является спектрометр, который будет использоваться для анализа состава атмосферы Венеры.

Запуск миссии DAVINCI запланирован на начало 2030-х годов.

Подробнее на iXBT