Do espaço, Vênus parece uma bola grande e opaca. Graças à sua atmosfera extremamente densa, composta principalmente de dióxido de carbono e nitrogênio, é impossível visualizar a superfície usando métodos convencionais. Como resultado, pouco se aprendeu sobre sua superfície até o século XX, graças ao desenvolvimento de técnicas de pesquisa por radar, espectroscópica e ultravioleta.
Curiosamente, quando visto na faixa ultravioleta, Vênus parece uma bola listrada, com áreas escuras e claras se misturando. Durante décadas, os cientistas teorizaram que isso se deve à presença de algum tipo de material nos topos das nuvens de Vênus que absorve a luz no comprimento de onda ultravioleta. Nos próximos anos, a NASA planeja enviar uma missão CubeSat a Vênus, na esperança de resolver esse mistério duradouro.
A missão, conhecida como CubeSat UV Experiment (CUVE), recebeu recentemente financiamento do programa de Estudos Pequenos Satélites da Planetary Science Deep Space (PSDS3), que está sediado como o Goddard Space Flight Center da NASA. Uma vez implantado, o CUVE determinará a composição, a química, a dinâmica e a transferência radiativa da atmosfera de Vênus usando instrumentos sensíveis ao ultravioleta e um novo espelho de coleta de luz de nanotubos de carbono.
A missão está sendo liderada por Valeria Cottini, pesquisadora da Universidade de Maryland que também é investigadora principal do PIVE. Em março deste ano, o programa PSDS3 da NASA o selecionou como um dos outros 10 estudos projetados para desenvolver conceitos de missão usando pequenos satélites para investigar Vênus, a lua da Terra, asteróides, Marte e os planetas exteriores.
Vênus é de particular interesse para os cientistas, dadas as dificuldades de explorar sua atmosfera espessa e perigosa. Apesar da NASA e de outras agências espaciais, o que está causando a absorção de radiação ultravioleta nos topos das nuvens do planeta permanece um mistério. No passado, observações mostraram que metade da energia solar que o planeta recebe é absorvida na faixa ultravioleta pela camada superior de sua atmosfera - o nível em que existem nuvens de ácido sulfúrico.
Outros comprimentos de onda são espalhados ou refletidos no espaço, que é o que dá ao planeta sua aparência amarelada e sem característica. Muitas teorias foram avançadas para explicar a absorção da luz UV, que inclui a possibilidade de um absorvedor estar sendo transportado das profundezas da atmosfera de Vênus por processos convectivos. Uma vez atingido o topo das nuvens, esse material seria disperso pelos ventos locais, criando o padrão de absorção.
Pensa-se, portanto, que as áreas claras correspondem a regiões que não contêm o absorvedor, enquanto as áreas escuras o fazem. Como Cottini indicou em um comunicado de imprensa recente da NASA, uma missão CubeSat seria ideal para investigar essas possibilidades:
“Como a absorção máxima de energia solar por Vênus ocorre no ultravioleta, é fundamental determinar a natureza, concentração e distribuição do absorvedor desconhecido. Esta é uma missão altamente focada - perfeita para uma aplicação CubeSat. ”
Essa missão alavancaria melhorias recentes na miniaturização, que permitiram a criação de satélites menores, do tamanho de caixas, que podem fazer o mesmo trabalho que os maiores. Para sua missão, o CUVE contaria com uma câmera ultravioleta miniaturizada e um espectrômetro miniatura (permitindo a análise da atmosfera em vários comprimentos de onda), além de software miniaturizado de navegação, eletrônica e voo.
Outro componente essencial da missão CUVE é o espelho de nanotubo de carbono, que faz parte de um telescópio em miniatura que a equipe espera incluir. Esse espelho, desenvolvido por Peter Chen (um empreiteiro da NASA Goddard), é feito derramando uma mistura de epóxi e nanotubos de carbono em um molde. Esse molde é então aquecido para curar e endurecer o epóxi, e o espelho é revestido com um material refletivo de alumínio e dióxido de silício.
Além de leve e altamente estável, esse tipo de espelho é relativamente fácil de produzir. Ao contrário das lentes convencionais, ele não requer polimento (um processo caro e demorado) para permanecer eficaz. Como Cottini indicou, esses e outros desenvolvimentos na tecnologia CubeSat poderiam facilitar missões de baixo custo, capazes de apoiar as missões existentes em todo o Sistema Solar.
"O CUVE é uma missão direcionada, com uma carga científica dedicada e um ônibus compacto para maximizar as oportunidades de voo, como um compartilhamento de carona com outra missão para Vênus ou para um alvo diferente", disse ela. "O CUVE complementaria missões passadas, atuais e futuras de Vênus e proporcionaria um ótimo retorno científico a um custo menor".
A equipe antecipa que, nos próximos anos, a sonda será enviada a Vênus como parte da carga secundária secundária de uma missão maior. Quando chegar a Vênus, será lançado e assumirá uma órbita polar ao redor do planeta. Eles estimam que o CUVE levaria um ano e meio para chegar ao seu destino, e a sonda coletaria dados por um período de cerca de seis meses.
Se for bem-sucedida, essa missão poderá abrir caminho para outros satélites leves e de baixo custo que são implantados em outros corpos solares como parte de uma missão de exploração maior. Cottini e seus colegas também apresentarão sua proposta para o satélite e missão CUVE no Congresso Europeu de Ciência Planetária de 2017, que será realizado de 17 a 22 de setembro em Riga, Letônia.
