Het Duitse ruimteagentschap (DLR) heeft een nieuwe simulatiefaciliteit geopend in zijn Planetary Spectroscopy Laboratory (PSL) in Berlijn. De faciliteit zou onderzoekers kunnen helpen om het oppervlak van Venus, verborgen achter de dichte atmosfeer van de planeet, beter te begrijpen.

Als onderdeel van de PSL, de nieuw geopende faciliteit bevindt zich in een ruimte met temperatuurregeling in het Instituut voor Planetair Onderzoek in Berlijn. Het stelt planetaire onderzoekers in staat om gesteentemonsters te analyseren die vergelijkbaar zijn met die op het hete oppervlak van Venus bij temperaturen tot 1, 830 graden Fahrenheit (1, 000 graden Celsius).

Het bestuderen van het oppervlak van Venus is een uitdaging voor ruimte- en grondobservatoria vanwege een dikke atmosfeer van voornamelijk koolstofdioxide en wolken van zwavelzuur die de planeet omringen. Om dit obstakel te vermijden, wetenschappers maken gebruik van de zogenaamde "spectrale vensters" in de atmosfeer die transparant zijn voor bepaalde golflengten van infrarood licht om op afstand gegevens op het oppervlak te verzamelen.

De faciliteit van PSL zou nuttig kunnen zijn bij dergelijke onderzoeken, omdat het de mogelijkheid biedt om spectroscopische emissies door analoge rotsen te analyseren over het temperatuurbereik dat op Venus en bij alle bekende atmosferische vensters van de planeet wordt gevonden.

"Voor Venus, algemeen werd aangenomen dat samenstellingsgegevens alleen konden worden verkregen door gelande missies, omdat Venus' permanente bewolking observatie van het oppervlak met traditionele beeldvormingstechnieken over het grootste deel van het zichtbare spectrale bereik verbiedt. Toevallig, De koolstofdioxide-atmosfeer van Venus is in feite gedeeltelijk transparant in kleine spectrale vensters van bijna een millimeter. Deze vensters zijn gebruikt om beperkte spectra van het oppervlak van Venus te verkrijgen door grondwaarnemers, tijdens een vlucht langs de Galileo-missie bij Jupiter, en van de VMC- en VIRTIS-instrumenten op het ESA Venus Express-ruimtevaartuig, " Jörn Helbert van PSL die de ontwikkeling van de nieuwe faciliteit leidde, vertelde Astrowatch.net.

De nieuw gebouwde kamer kan essentieel zijn voor het interpreteren van de gegevens die zijn verzameld door telescopen op de grond en in de ruimte, omdat het laboratoriumgebaseerde metingen biedt die nodig zijn om de resultaten te valideren. Helbert merkte op dat elke interpretatie in termen van mineralogie van zichtbare en nabij-infrarood spectroscopiegegevens van orbiters spectrale bibliotheken vereist die zijn verkregen onder omstandigheden die overeenkomen met die op de oppervlakken die worden bestudeerd.

"Sinds de landing van Venera 9 en 10 in 1975 zijn er veel inspanningen geleverd om optische spectra van Venus-analoge materialen bij relevante temperaturen te verkrijgen. PSL nam deze uitdaging aan, voortbouwend op bijna tien jaar ervaring in emissiespectroscopie bij hoge temperaturen in het midden-infrarood. Na een aantal jaren van ontwikkeling en uitgebreid testen, PSL is nu in routinebedrijf voor Venus-analoge emissiviteitsmetingen van 0,7 tot 1,5 micrometer over het hele Venus-oppervlaktetemperatuurbereik, ' zei Helbert.

De Venus-faciliteit maakt gebruik van ultramoderne detectoren en elektronica, evenals innovatieve keramische behuizingen om achtergrondstraling te blokkeren die de spectrale signalen van monsters bij hoge temperaturen kan overstemmen. De kamer stelde de onderzoekers in staat om een ​​database van Venus-analoge spectra te starten, inclusief metingen van gesteente- en mineraalmonsters die een bereik bestrijken van felsisch tot mafisch gesteente en mineraalmonsters.

De relatief transparante nabij-infraroodvensters in de dichte koolstofdioxiderijke atmosfeer van Venus (ongeveer 0,86, 0,91, 1.02, 1.11, en 1,18 micrometer) maken nachtelijke orbitale beeldvorming mogelijk van licht dat door het oppervlak wordt uitgezonden. Die zes banden kunnen minerale identificatie mogelijk maken op een manier die vergelijkbaar is met het Compact Reconnaissance Imaging Spectrometers for Mars (CRISM) -instrument aan boord van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter (11 kanalen).

"We kunnen aantonen dat met een orbitaal instrument basaltspectra gemakkelijk kunnen worden onderscheiden van basaltische andesieten, andesieten, en ryoliet of graniet. Dus we kunnen de vraag beantwoorden of de oudste landvormen op Venus, tesserae genaamd, inderdaad vergelijkbaar zijn met de continenten van de aarde, ’ merkte Helbert op.

Hij voegde eraan toe dat tegelijkertijd oppervlakteverwering door oxidatie kan worden gedetecteerd uit verschillende bandverhoudingen. Bijvoorbeeld, hematiet is gemakkelijk te onderscheiden van magnetiet en pyriet van 0,99 tot 1,02 micrometer.

"Dit geeft als een inzicht in de interactie tussen het oppervlak en de atmosfeer en vooral de variatie met hoogte, ' zei Helbert.

Globaal genomen, het betekent dat de wetenschappers eindelijk een wereldwijde mineralogische kaart van Venus vanuit een baan om de aarde kunnen krijgen, waar ze nu alleen informatie hebben van zeer weinig landingsplaatsen. Dit, volgens Helbert, zou een heel nieuw hoofdstuk van Venus-verkenning openen.

De methoden en technologieën die voor de Venus-faciliteit zijn ontwikkeld, hebben ook de algehele mogelijkheden van PSL verbeterd. Het laboratorium is momenteel de enige spectroscopische infrastructuur ter wereld die de mogelijkheid biedt om de emissiviteit van poedermaterialen te meten, in lucht of in vacuüm, van lage tot zeer hoge temperaturen, over een uitgebreid spectraal bereik van ultraviolet tot ver infrarood.