Desde el espacio, Venus parece una bola grande y opaca. Gracias a su atmósfera extremadamente densa, que está compuesta principalmente de dióxido de carbono y nitrógeno, es imposible ver la superficie utilizando métodos convencionales. Como resultado, poco se aprendió sobre su superficie hasta el siglo XX, gracias al desarrollo de técnicas de radar, espectroscópicas y de ultravioleta.
Curiosamente, cuando se ve en la banda ultravioleta, Venus parece una bola rayada, con áreas oscuras y claras que se mezclan una al lado de la otra. Durante décadas, los científicos han teorizado que esto se debe a la presencia de algún tipo de material en las nubes de Venus que absorbe la luz en la longitud de onda ultravioleta. En los próximos años, la NASA planea enviar una misión CubeSat a Venus con la esperanza de resolver este misterio perdurable.
La misión, conocida como el Experimento UV CubeSat (CUVE), recibió recientemente fondos del programa Planetary Science Deep Space SmallSat Studies (PSDS3), que tiene su sede central como el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Una vez desplegado, CUVE determinará la composición, la química, la dinámica y la transferencia radiativa de la atmósfera de Venus utilizando instrumentos sensibles a los rayos ultravioleta y un nuevo espejo de captación de luz de nanotubos de carbono.
La misión está siendo dirigida por Valeria Cottini, una investigadora de la Universidad de Maryland que también es Investigadora Principal (PI) de CUVE. En marzo de este año, el programa PSDS3 de la NASA lo seleccionó como uno de los otros 10 estudios diseñados para desarrollar conceptos de misión utilizando pequeños satélites para investigar Venus, la luna de la Tierra, los asteroides, Marte y los planetas exteriores.
Venus es de particular interés para los científicos, dadas las dificultades de explorar su atmósfera espesa y peligrosa. A pesar de la NASA y otras agencias espaciales, lo que está causando la absorción de la radiación ultravioleta en las nubes del planeta sigue siendo un misterio. En el pasado, las observaciones han demostrado que la mitad de la energía solar que recibe el planeta es absorbida en la banda ultravioleta por la capa superior de su atmósfera, el nivel donde existen nubes de ácido sulfúrico.
Otras longitudes de onda están dispersas o reflejadas en el espacio, que es lo que le da al planeta su aspecto amarillento y sin rasgos distintivos. Se han avanzado muchas teorías para explicar la absorción de la luz UV, que incluyen la posibilidad de que un absorbente sea transportado desde las profundidades de la atmósfera de Venus por procesos convectivos. Una vez que alcanza las cimas de las nubes, este material se dispersaría por los vientos locales, creando el patrón de absorción de rayas.
Por lo tanto, se cree que las áreas brillantes corresponden a regiones que no contienen el absorbente, mientras que las áreas oscuras sí. Como Cottini indicó en un reciente comunicado de prensa de la NASA, una misión CubeSat sería ideal para investigar estas posibilidades:
“Dado que la absorción máxima de energía solar por parte de Venus ocurre en el ultravioleta, es fundamental determinar la naturaleza, concentración y distribución del absorbedor desconocido. Esta es una misión altamente enfocada, perfecta para una aplicación CubeSat ".
Dicha misión aprovecharía las recientes mejoras en la miniaturización, que han permitido la creación de satélites más pequeños y del tamaño de una caja que pueden hacer el mismo trabajo que los más grandes. Para su misión, CUVE se basaría en una cámara ultravioleta en miniatura y un espectrómetro en miniatura (que permite el análisis de la atmósfera en múltiples longitudes de onda), así como en software de navegación, electrónica y de vuelo en miniatura.
Otro componente clave de la misión CUVE es el espejo de nanotubos de carbono, que forma parte de un telescopio en miniatura que el equipo espera incluir. Este espejo, que fue desarrollado por Peter Chen (un contratista de la NASA Goddard), se hace vertiendo una mezcla de nanotubos de epoxi y carbono en un molde. Este molde se calienta para curar y endurecer el epoxi, y el espejo se recubre con un material reflectante de aluminio y dióxido de silicio.
Además de ser ligero y altamente estable, este tipo de espejo es relativamente fácil de producir. A diferencia de las lentes convencionales, no requiere pulido (un proceso costoso y lento) para mantenerse efectivo. Como indicó Cottini, estos y otros desarrollos en la tecnología CubeSat podrían facilitar misiones de bajo costo capaces de respaldar las misiones existentes en todo el Sistema Solar.
"CUVE es una misión específica, con una carga útil científica dedicada y un autobús compacto para maximizar las oportunidades de vuelo, como un viaje compartido con otra misión a Venus o a un objetivo diferente", dijo. "CUVE complementaría las misiones pasadas, actuales y futuras de Venus y proporcionaría un gran rendimiento científico a un costo menor".
El equipo anticipa que en los próximos años, la sonda se enviará a Venus como parte de la carga útil secundaria de una misión más grande. Una vez que llegue a Venus, se lanzará y asumirá una órbita polar alrededor del planeta. Calculan que CUVE tardaría un año y medio en llegar a su destino, y la investigación reuniría datos durante un período de aproximadamente seis meses.
Si tiene éxito, esta misión podría allanar el camino para otros satélites livianos y de bajo costo que se despliegan en otros cuerpos solares como parte de una misión de exploración más grande. Cottini y sus colegas también presentarán su propuesta para el satélite y la misión CUVE en el Congreso Europeo de Ciencia Planetaria 2017, que se realizará del 17 al 22 de septiembre en Riga, Letonia.
