การทดลอง UV ด้วยดาวเทียม CubeSat
| ประเภทภารกิจ | การลาดตระเวน |
|---|---|
| ผู้ปฏิบัติงาน | นาซ่า |
| ระยะเวลาของภารกิจ | การเดินทาง: 1.5 ปีวิทยาศาสตร์: ≤ 6 เดือน[ 1 ] |
| คุณสมบัติของยานอวกาศ | |
| ยานอวกาศ | คูฟ |
| ประเภทของยานอวกาศ | คิวบ์แซท |
| รสบัส | 12 หน่วย |
| ยานโคจรดาวศุกร์ | |
| พารามิเตอร์วงโคจร | |
| ความโน้มเอียง | 90° (วงโคจรขั้วโลกวงรี) [ 2 ] |
| กล้องโทรทัศน์หลัก | |
| เส้นผ่านศูนย์กลาง | 80 มม. [ 3 ] |
| ความยาวคลื่น | รังสีอัลตราไวโอเลต - แสงที่มองเห็นได้(190-570 นาโนเมตร) |
| เครื่องดนตรี | |
| เครื่องสเปกโทรเมตร UV/Vis , เครื่องถ่ายภาพ UV แบบสเปกตรัมกว้าง | |
โครงการ CubeSat UV Experiment ( CUVE ) เป็นแนวคิดภารกิจอวกาศเพื่อศึกษาปรากฏการณ์ทางบรรยากาศของดาวศุกร์โดยใช้ดาวเทียมขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ภารกิจโคจรนี้จะศึกษา ตัวดูดซับ แสงอัลตราไวโอเลต ลึกลับ ที่มีองค์ประกอบไม่ทราบแน่ชัด ซึ่งตั้งอยู่ในชั้นเมฆบนสุดของดาวศุกร์ และดูดซับรังสีจากดวงอาทิตย์ที่ส่องลงมาในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ประมาณครึ่งหนึ่ง
แนวคิดของโครงการยังอยู่ในขั้นตอนการวางแผนเบื้องต้น หัวหน้าโครงการคือ วาเลเรีย คอตตินี จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ ในเมืองคอลเลจพาร์ค
ภาพรวม
CUVE เป็นภารกิจตามแนวคิดที่เสนอต่อNASAซึ่งจะโคจรรอบดาวศุกร์เพื่อวัด การดูดซับแสง อัลตราไวโอเลตและ การปล่อยแสง เรืองรองในชั้นบรรยากาศเพื่อทำความเข้าใจพลวัตของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์[ 1 ] [ 4 ] [ 3 ] CUVE เป็นหนึ่งในสิบภารกิจที่เสนอเพื่อศึกษาดาวเคราะห์และดาวเคราะห์น้อยในระบบสุริยะ ซึ่งได้รับการคัดเลือกโดยหน่วยงานภายใต้โครงการ Planetary Science Deep Space SmallSat Studies (PSDS3) ซึ่งบริหารจัดการโดยสำนักภารกิจวิทยาศาสตร์ของ NASA [ 4 ]ภารกิจนี้ได้รับการเสนอต่อ NASA และได้รับการคัดเลือกในปี 2017 เพื่อการพัฒนาแนวคิดต่อไป[ 5 ]ทีมงานนำโดยมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ โดยความร่วมมือจาก ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA มหาวิทยาลัยคาทอลิกแห่งอเมริกาและสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งชาติในอิตาลี[ 4 ]
เพื่อเพิ่มโอกาสในการปล่อยจรวด ข้อกำหนดทางเทคนิคของ CUVE ขึ้นอยู่กับการไปถึงดาวศุกร์ในฐานะภารกิจรองของภารกิจสำรวจดาวเคราะห์ ซึ่งรวมถึงภารกิจที่ไม่ได้มุ่งเป้าไปที่ดาวศุกร์ หรือการปล่อยจรวดภารกิจโคจรรอบโลก[ 3 ]
ศาสตร์
ชั้นเมฆบนสุดของดาวศุกร์ ซึ่งตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 60–70 กิโลเมตร เกิดจากละอองน้ำขนาดเล็กที่ประกอบด้วยกรดซัลฟิวริก ( H) ประมาณ 80% SO ) และน้ำ พลังงานแสงอาทิตย์ประมาณครึ่งหนึ่งที่ดาวศุกร์ได้รับจะถูกดูดซับในรังสี UV โดยตัวดูดซับที่ยังไม่ทราบชนิดซึ่งตั้งอยู่ที่ส่วนบนสุดของชั้นเมฆ [ 3 ]เนื่องจากพลังการดูดซับมหาศาล การทราบธรรมชาติของมันจึงมีความสำคัญมากในการทำความเข้าใจสมดุลการแผ่รังสีและความร้อนโดยรวมของดาวเคราะห์และพลวัตของบรรยากาศ [ 3 ] [ 6 ]แม้ว่า NASA, Roscosmos,องค์การอวกาศยุโรปและJAXAได้ส่งภารกิจหลายภารกิจไปยังดาวศุกร์แล้ว แต่ธรรมชาติของตัวดูดซับที่ส่วนบนสุดของเมฆก็ยังไม่ได้รับการกำหนด [ 1 ] [ 6 ] [ 7 ]
ณ ปี 2018 มีการเสนอ ชื่อสารเคมีบางชนิดที่อาจอธิบายความแตกต่างของสเปกตรัมในย่านยูวี ได้แก่ SO₂ FeCl₃ , Cl₂ Sn SCl₂ S₂O กำมะถันธาตุ และไดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ( S)โอ ). [ 6 ] [ 8 ]นอกจากนี้ยังมีการคาดการณ์ว่าจุลินทรีย์สมมุติฐานใดๆ ที่อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศเบื้องบน หากมีอยู่จริง อาจใช้แสงอัลตราไวโอเลตที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน และอาจทำให้เกิดการดูดซับ UV ที่สังเกตได้ [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
วัตถุประสงค์
วัตถุประสงค์หลักของภารกิจนี้คือการทำความเข้าใจธรรมชาติ ความเข้มข้น และการกระจายตัวของสารดูดซับรังสียูวีที่ไม่ทราบชนิด (จุดสูงสุดที่ 365 นาโนเมตร) และให้เบาะแสในการระบุองค์ประกอบและแหล่งที่มา[ 1 ] นอกจากนี้ยังจะศึกษาการเรือง แสงยูวีในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ความอุดมสมบูรณ์ของก๊าซติดตาม และพลวัตของชั้นบรรยากาศเหนือยอดเมฆ[ 1 ] [ 4 ]เป้าหมายรองคือการประเมินประสิทธิภาพของเครื่องมือขนาดเล็กในCubeSatในการสร้างการวัดทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นประโยชน์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของดาวศุกร์ในขณะที่อยู่ใกล้กับสนามรังสีของดวงอาทิตย์[ 4 ]
ยานอวกาศ
CUVE จะเป็นไมโครดาวเทียม CubeSatขนาด 12 ยูนิตโดยมีมวลโดยประมาณ180 กก. (400 ปอนด์ ) [ 4 ]
ภารกิจทางวิทยาศาสตร์
ยานอวกาศขนาดเล็กจะบรรทุกเครื่องมือวิทยาศาสตร์สองชิ้นที่รวมเข้ากับกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็ก: [ 1 ] [ 4 ]
- เครื่องถ่ายภาพ UV แบบหลายสเปกตรัม (320–570 นาโนเมตร; ความละเอียดสเปกตรัม 4 นาโนเมตร[ 3 ] ) เพื่อเพิ่มข้อมูลบริบทและจับภาพคุณลักษณะความคมชัด กล้อง UV ประเภทนี้เป็นเครื่องถ่ายภาพแบบตัวกรองแปรผันเชิงเส้น[ 3 ]
- สเปกโตรมิเตอร์อัลตราไวโอเลตความละเอียดสูงขนาดเล็กที่พัฒนาโดย NASA Goddard เพื่อวิเคราะห์แถบสเปกตรัมกว้าง (190–380 นาโนเมตร; ความละเอียดสเปกตรัม 0.2 นาโนเมตร[ 3 ] ) ครอบคลุมบริเวณอัลตราไวโอเลตและบริเวณที่มองเห็นได้ สเปกโตรมิเตอร์เป็น แบบCzerny Turnerที่มีการกระเจิงต่ำ[ 3 ]
- กล้องโทรทรรศน์ UV น้ำหนักเบา ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 มม. [ 3 ]ที่มีกระจกสะท้อนแสงนาโนทิวบ์คาร์บอน แบบใหม่ในเรซินอีพ็อกซี [ 1 ]กระจกที่พัฒนาโดยผู้รับเหมา Peter Chen มีน้ำหนักเบามาก และการผลิตไม่จำเป็นต้องขัดเงา เนื่องจากมีการเคลือบด้วยวัสดุสะท้อนแสงของอะลูมิเนียมและซิลิคอนไดออกไซด์[ 1 ]