Hoewel de aarde en Venus qua grootte en locatie vergelijkbaar zijn, het zijn tegenwoordig heel verschillende werelden. Terwijl de aarde oceanen van water en overvloedig leven heeft, Venus is droog en fel onherbergzaam. Hoewel het iets dichter bij de zon staat - ongeveer 70 procent van de afstand van de aarde - is Venus veel heter, met temperaturen aan het oppervlak die hoog genoeg zijn om lood te smelten. Het verschroeide landschap wordt verduisterd door wolken zwavelzuur, en het wordt gesmoord door een dikke atmosfeer van voornamelijk koolstofdioxide met meer dan 90 keer de druk van de aarde, waardoor de lucht zich meer als een vloeistof dan als een gas aan het oppervlak gedraagt.

Echter, wetenschappers denken dat vroeger, Venus leek misschien meer op de aarde, een wereld met wateroceanen die potentieel bewoonbaar was voor het leven, misschien voor miljarden jaren. Ze veronderstellen dat iets een "op hol geslagen broeikaseffect" heeft veroorzaakt in de atmosfeer van Venus, de temperatuur opdrijven en de oceanen verdampen. NASA's DAVINCI+-missie is ingesteld om Venus te verkennen om te bepalen of het bewoonbaar was en om te begrijpen hoe deze vergelijkbare werelden met zo'n verschillend lot eindigden.

"Venus is een "Rosetta-steen" voor het lezen van de recordboeken over klimaatverandering, de evolutie van de bewoonbaarheid, en wat er gebeurt als een planeet een lange periode van oppervlakte-oceanen verliest, " zei James Garvin, hoofdonderzoeker voor DAVINCI+ bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Maar Venus is 'moeilijk' omdat elke aanwijzing verborgen is achter het gordijn van een enorme ondoorzichtige atmosfeer met onherbergzame omstandigheden voor oppervlakteverkenning, dus we moeten slim zijn en onze beste 'wetenschappelijke instrumenten' op innovatieve manieren naar Venus brengen met missies zoals DAVINCI+. Daarom hebben we onze missie 'DAVINCI+' genoemd naar Leonardo da Vinci's geïnspireerde en visionaire renaissance-denken dat verder ging dan de wetenschap om verbinding te maken met techniek, technologie, en zelfs kunst."

De wetenschappelijke impact van DAVINCI+ zal zelfs buiten het zonnestelsel reiken tot Venus-achtige planeten die om andere sterren draaien (exoplaneten), die naar verwachting gebruikelijk zullen zijn en belangrijke doelen zullen vertegenwoordigen voor NASA's aanstaande James Webb Space Telescope. Maar deze planeten zijn misschien moeilijk te interpreteren, vooral als ze zijn gehuld in dikke Venus-achtige wolken.

"Venus is de 'exoplaneet in onze achtertuin' die ons kan helpen deze verre analoge werelden te begrijpen door grondwaarheid te bieden om de computermodellen te verbeteren die we zullen gebruiken om exo-Venus-planeten te interpreteren, " zei Giada Arney, plaatsvervangend hoofdonderzoeker voor DAVINCI+ bij NASA Goddard. "Maar er is zoveel over Venus dat we nog steeds niet begrijpen, en dit is waar DAVINCI+ om de hoek komt kijken. Opwindend, als Venus vroeger bewoonbaar was, sommige exo-Venus-planeten kunnen ook bewoonbaar zijn! Dus het onderzoek van DAVINCI+ naar de evolutie van Venus kan ons helpen beter te begrijpen hoe bewoonbare werelden elders in het universum zijn verdeeld, en hoe bewoonbare planeten in algemene zin in de loop van de tijd evolueren."

De missie, Diepe atmosfeer Venus Onderzoek van edelgassen, Scheikunde, en beeldvorming plus, zal bestaan ​​uit een ruimtevaartuig en een sonde. Het ruimtevaartuig zal de bewegingen van de wolken volgen en de samenstelling van het oppervlak in kaart brengen door de warmte-emissie van het oppervlak van Venus te meten dat via de massieve atmosfeer naar de ruimte ontsnapt. De sonde zal door de atmosfeer dalen, bemonstering van de chemie en de temperatuur, druk, en winden. De sonde zal ook de eerste hoge-resolutiebeelden van Alpha Regio maken, een oud hoogland twee keer zo groot als Texas met ruige bergen, op zoek naar bewijs dat het aardkorstwater uit het verleden oppervlaktematerialen beïnvloedde.

De lancering is gepland voor FY2030 met twee flybys van Venus voorafgaand aan de afdaling van de sonde. De flybys vormen de eerste fase van de teledetectiemissie om de atmosferische circulatie te bestuderen en de samenstelling van het oppervlak in kaart te brengen. Ongeveer twee jaar later, de sonde zal worden vrijgegeven om zijn onderzoek naar de atmosfeer uit te voeren tijdens een afdaling die ongeveer een uur zal duren voordat hij op Alpha Regio landt.

"De volgende stap in de verkenning van Venus vereist een capabele nuttige lading van instrumenten die moderne mogelijkheden kan gebruiken om definitieve datasets te produceren die ons begrip van onze planetaire omgeving transformeren, " zei Stephanie Getty, plaatsvervangend hoofdonderzoeker voor DAVINCI+ bij NASA Goddard. "DAVINCI+ neemt beproefde instrumenten mee naar de meest innovatieve wetenschappelijke problemen van Venus van vandaag, en we zijn verheugd om een ​​energieke wetenschappelijke gemeenschap mee te nemen op onze reis terwijl we de chemische, geologisch, en atmosferische dynamische datasets die de volgende grote ontdekkingen zullen genereren - en volgende grote vragen - over Venus en Venus-achtige werelden."

De sonde zal vier instrumenten bevatten. Twee van hen - de Venus-massaspectrometer (VMS) en de Venus Tunable Laser Spectrometer (VTLS) - zullen de eerste volledige compositiestudie uitvoeren van de volledige dwarsdoorsnede van de atmosferische gassen van Venus, op zoek naar aanwijzingen over hoe, wanneer, en waarom het klimaat van Venus zo dramatisch is veranderd. Het derde instrument, het Venus Atmospheric Structure Investigation (VASI), zal de druk meten, temperatuur, en winden van ongeveer 70 kilometer hoogte naar het oppervlak met een resolutie van 10 keer (of meer) dan enige eerdere Venus-sonde. Nadat de sonde onder de dikke wolkenlaag is gezakt, het Venus Descent Imager (VenDI)-instrument zal honderden nabij-infraroodbeelden maken van de Alpha Regio-hooglanden, die het team zal gebruiken om kaarten van topografie en compositie te maken. Deze afbeeldingen tonen landschappen die uniek zijn voor Venus met de hoge resoluties die typisch zijn voor landers (dichtbij het oppervlak).

Het ruimtevaartuig zal één instrument hebben, een suite van vier camera's genaamd VISOR (Venus Imaging System van Orbit for Reconnaissance). Eén camera zal gevoelig zijn voor ultraviolet licht om wolkenbewegingen in de atmosfeer te volgen. Aanvullend, een reeks van drie camera's die gevoelig zijn voor nabij-infrarood licht zal de samenstelling van het oppervlak op regionale schaal kunnen identificeren door de nabij-infrarode warmte-emissie van het oppervlak te analyseren wanneer het ruimtevaartuig zich boven de nachtzijde van Venus bevindt. Omdat de gesteentesamenstelling kan worden beïnvloed door water, deze afbeeldingen zullen aanwijzingen geven over hoe oude oceanen de korst van Venus hebben gevormd. De camerasuite levert de eerste compositiekaarten van Ishtar Terra, het "continent" op hoge breedtegraad op Venus met een hoogtebereik tot 11 kilometer. Ishtar is misschien de laatste manifestatie van een soort platentektoniek op Venus die stopte toen de oceanen ongeveer een miljard jaar geleden verdwenen.

NASA Goddard is de belangrijkste onderzoeksinstelling en zal het projectbeheer uitvoeren voor de missie, evenals projectsysteemtechniek om het sondevluchtsysteem te ontwikkelen. Goddard zal het VMS-instrument bouwen in samenwerking met de Universiteit van Michigan, en de sensorsystemen van het VASI-instrument. Goddard leidt ook het ondersteuningsteam voor projectwetenschap.

Belangrijke partners zijn Lockheed Martin, Denver, Colorado, wie zal de aeroshell en backshell (het systeem voor in- en daal) bouwen om de sonde de atmosfeer in te dragen en de parachutes leveren om hem in het juiste daaltraject te plaatsen, evenals het ruimtevaartuig van de sondedrager, het flyby-telecomsysteem voor de sonde, het flyby-wetenschappelijke platform voor de VISOR-camerasuite, en het drager/orbitale ruimtevaartuig. Het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland zal de tweerichtings Frontier-radio leveren die de missie zal gebruiken voor communicatie tussen de sonde en het ruimtevaartuig, evenals wetenschappelijk leiderschap van het VASI-element. NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californië, zal het VTLS-instrument leveren. Malin Ruimtewetenschapssystemen, San Diego, Californië, zal de camera's leveren, inclusief de VenDI-daalcamera en de orbitale/flyby VISOR-suite. NASA's Langley Research Center, Hampton, Virginia, zal instap-afdalingssystemen ondersteunen en NASA's Ames Research Center op Moffett Federal Airfield in Silicon Valley in Californië zal samenwerken aan het thermische beschermingssysteem en meetsystemen voor invoersystemen. KinetX, Inc., Tempé, Arizona, zal de vluchtdynamiek en trajectontwikkeling ondersteunen met Goddard en Lockheed Martin.

Discovery-Program-klasse missies zoals DAVINCI+ vormen een aanvulling op NASA's grotere "vlaggenschip" planetaire wetenschappelijke verkenningen, met als doel uitstekende resultaten te behalen door meer kleinere missies te lanceren met minder middelen en kortere ontwikkelingstijden. Ze worden beheerd voor NASA's Planetary Science Division door het Planetary Missions Program Office in het Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama. De missies worden ontworpen en geleid door een hoofdonderzoeker, die een team van wetenschappers en ingenieurs samenstelt om belangrijke wetenschappelijke vragen over het zonnestelsel te beantwoorden.