Der leitende Wissenschaftler der NASA spricht über das Venus-Wochenende-Beobachtungsereignis und die zukünftige DAVINCI-Mission

Die Zukunft der Venus-Erforschung steht mit der bevorstehenden DAVINCI-Mission der NASA vor der Tür. Dieses Wochenende ist eine großartige Zeit, um nach draußen zu gehen und die Aussicht auf unseren nächsten Nachbarplaneten zu genießen, da die Venus an ihrem höchsten Punkt am Nachthimmel steht und uns einen atemberaubenden Blick auf unseren Schwesterplaneten ermöglicht. Es ist eine faszinierende und seltsame Welt – ähnlich in Größe und Gelände wie die Erde – aber auch völlig anders.

WAMC-Produzent Jody Cowan sprach mit Dr. Jim Garvin, dem Chefwissenschaftler und Hauptforscher der geplanten DAVINCI-Mission zur Venus im Jahr 2029, über diese neue aufregende Ära der Planetenerkundung.

Die Venus tanzt um die Sonne und wir sehen sie am Himmel wandern. Aber am 4. Juni steht Venus im Zenit, so hoch wie möglich am Nachthimmel, nicht am Morgenhimmel der Nacht, und sie wird den größten Sonnenphasenwinkel haben, dann werden über 50 % der Venusscheibe sichtbar sein. Wenn Sie ein Fernglas verwenden, können Sie diese wunderschöne, halb beleuchtete Venus sehen, die in einer sehr dunklen Nachtzeit ein wunderschöner Anblick ist. Venus hat diese massive Atmosphäre. Dieser Luftozean, der das Licht der Sonne reflektiert und es wie einen leuchtenden Ballon zum Leuchten bringt. Und wir können sie sehen, weil sie sehr sichtbar und hell ist. Andere Planeten im Sonnensystem sind dunkler als der Mars und sogar wie unsere eigene Erde. Die große Kohlendioxidatmosphäre der Venus und ihre gigantische Wolkendecke machen sie einfach brillant. Dadurch können wir sie zu dieser Zeit am Nachthimmel so gut sehen.

Was ist Ihr Hintergrund und was machen Sie jetzt für die NASA?

Ich bin also schon ewig bei der NASA. Es ist der einzige Ort, an dem ich jemals wirklich gearbeitet habe. Es steht also die 39. Klasse vor der Tür. Und ich bin zur NASA gekommen, um Dinge wie Missionen zu Orten wie der Venus und dem Mars durchzuführen, um die großartigen Werkzeuge und Köpfe der NASA-Belegschaft zu nutzen, der Frauen und Männer, die alles tun, was die Technik alles möglich macht, es aber in den wissenschaftlichen Bereich bringt. Und so wurde ich in der Graduiertenschule und als Student dazu ausgebildet, und ich kam mit der Idee zur NASA, ein Katalysator für neue Wissenschaft an neuen Orten und auf neue Weise zu sein. Ich hatte während meiner Graduiertenschule an der Venus gearbeitet und arbeitete damals in den 80er Jahren mit Missionen zusammen, die sowohl von den Vereinigten Staaten als auch von der Sowjetunion geleitet wurden. Und seitdem ist niemand mehr zurückgekehrt! Und so war es einer meiner Träume, innerhalb der NASA zusammenzuarbeiten, um das NASA-Team auf eine Weise zur Venus zurückzubringen, die sie zum Leuchten bringt.

Ich verstehe, dass ein Teil Ihrer Expertise darin besteht, die geometrischen Eigenschaften der Sedimentsysteme auf der Venus zu untersuchen. Können Sie uns mehr über diesen mysteriösen Planeten erzählen?

Venus ist also ein seltsamer Planet, weil sie buchstäblich diesen Luftozean über sich hat. Die Oberfläche der Venus gleicht einer Tiefe von 900 Metern im Ozean, und man kann sich kaum vorstellen, dass das Gas in der Nähe der Oberfläche nur 10 oder 11 Mal weniger dicht ist als flüssiges Wasser, aber es ist ein Gas. Und doch ist die besichtigte Felslandschaft ein spannender Ort. Etwa acht bis neun Prozent der Oberfläche der Venus sind diese Gebirgssysteme. Seltsam aussehende Bergkämme, Berge und Täler, von denen einige mehrere zehn oder tausend Fuß hoch sind. Und das könnten alte Kontinente wie die Kernkontinente der Erde sein, oder sie könnten etwas anderes sein, wir wissen es nicht. Um die Venus kennenzulernen, müssen wir also unter die Wolken vordringen, Instrumente zur Messung der Chemie und der Umgebung mitbringen und die Oberfläche so sehen, wie wir sie mit neuen Werkzeugen sehen würden. Und heute können wir die Werkzeuge nutzen, mit denen die Leute in Hollywood großartige Filme machen. Wir können diese Techniken nutzen, um die Venus in 3D zu sehen, als würden wir mit einem Hubschrauber landen. Und wir werden diese Methoden mit unserem Kamerasystem verwenden, um diese Berge der Venus zu sehen, als ob wir zu einer Landung ankommen würden, und um zu messen, woraus sie bestehen könnten. Venus ist ein langsamer Rotator und dreht sich tatsächlich im Verhältnis zu Planeten wie der Erde und dem Mars rückwärts, von denen wir beide mit 24-Stunden-Tagen und all dem guten Zeug vertraut sind. Und so ist der Tag der Venus länger als ein Jahr, was irgendwie seltsam ist. Wissen Sie, die Sonne geht im Westen auf, nicht im Osten. Und so machen diese Rätsel der Venus sie sehr verlockend. Warum ist sie so? Warum ähnelt sie nicht eher der Erde als dieser großen, felsigen Welt mit 450 Millionen Quadratkilometern Land? Warum ist sie nicht wirklich unsere Schwester? Das ist die Frage.

Ich hatte eine Theorie gelesen, dass die Venus in ihren frühen Jahren möglicherweise von etwas getroffen wurde, das sie möglicherweise aus ihrer ursprünglichen Achse geschleudert hat. Ich weiß, dass Sie einen Schwerpunkt Ihrer Untersuchung auf Einschlagskrater auf der Erde, dem Mond und dem Mars gelegt haben. Ist es etwas, das Sie auch gerne auf der Venus erkunden möchten?

Nun, das ist eine tolle Frage. Sehr schwer zu beantworten, da die in den 90er Jahren von der Magellan-Mission der NASA beobachteten Einschlagaufzeichnungen keinen eindeutigen Beweis für einen solchen Megaeinschlag erbrachten. Während es bei den Riesenbecken auf dem Mars, bei Hellas und Argyre und auf dem Mond riesige Becken gibt, sehen wir das auf der Venus nicht. Wahrscheinlich, weil ihre Oberfläche geborgen wurde. Wenn Sie so wollen, ist Re entweder sehr wahrscheinlich durch Vulkanismus oder durch Vulkanismus plus einer ozeanischen Periode wieder aufgetaucht. Es ist also wahrscheinlicher, dass wir herausfinden können, warum die Venus aufgrund ihrer atmosphärischen Entwicklung anders gewachsen ist als wir und was uns die Hinweise auf diese Atmosphäre, eine Art Fossilienbestand in der Chemie, im weiteren Verlauf über diese Welt verraten können zu den Orten, die die ältesten auf dem Planeten sein könnten. Und die Aufgabe von DAVINCI besteht darin, diese Probleme mit Werkzeugen des 21. Jahrhunderts zu lösen und dabei die Art der Frage zu berücksichtigen, die Sie aufgeworfen haben.

Der Start der DAVINCI-Mission der NASA zur Venus ist für Juni 2029 geplant. Wie sieht der Sechsjahresplan bis zu diesem Starttermin aus?

Daher ist der Start von Missionen zu komplexen Orten mit mehreren Flugsystemen, die Raumfahrzeugelementen ähneln, eine wirklich komplizierte Angelegenheit. Es sieht großartig aus in Star Trek, Star Wars und anderen großartigen Serien. Aber die technische Meisterleistung dabei ist, wissen Sie, eine Symphonie der Ingenieure, die bauen, testen und verpacken, und all der Umgebungen auf der Venus, vor denen wir uns schützen müssen, damit wir wirklich empfindliche Instrumente zur Erkundung mitbringen können. Sie müssen alle beim Testen synchronisiert werden. Wir werden also sehr damit beschäftigt sein, Wellen zu bauen, zu testen, zu verpacken, einzukapseln und zu bestätigen, dass sie auf der Venus funktionieren werden. Sie werden in den Zwei-Wege-Kommunikationssystemen zwischen unserem Mutter-Raumschiff, das wir CRIS nennen, und unserem Abstiegs-Raumschiff arbeiten, für das wir hoffentlich einen Namenswettbewerb veranstalten, damit wir sicherstellen können, dass sie miteinander kommunizieren. Und all diese Dinge brauchen Zeit. Und sie innerhalb eines festen Budgets richtig zu machen, was unsere Aufgabe beim Discovery-Programm ist, ist eine große Sache. Und das tun wir, wir haben ein tolles Team aus Frauen und Männern, die das tun. Und wir können es kaum erwarten, dass wir in sechs Jahren sagen: „Wir fliegen zur Venus.“

Was beinhaltet Ihre Rolle als Hauptermittler der Mission?

Als leitender Ermittler wissen Sie also, dass es hier auf die Sache ankommt. Bei diesen konkurrierenden Missionen ist die PI-Person, ob Frau oder Mann, Team oder was auch immer, die Person, die sich darum kümmern muss, das Produkt an den Steuerzahler, an die NASA, zu liefern. Wir haben eine Vereinbarung unterzeichnet, dass wir diese Dinge auf diesem Erfolgsniveau für die amerikanische Öffentlichkeit liefern werden, die erwartet, dass wir gute Leistungen erbringen. Und deshalb besteht meine Aufgabe darin, dies in allen Dimensionen der Mission zu tun. Wir haben einen brillanten Projektmanager, einen Projektmanager für Ressourcen, ein Projektsystem-Engineering-Team und Partner in der Industrie, die bei Lockheed Martin und an anderen Orten absolute Weltklasse sind. Aber meine Aufgabe ist es, dafür zu sorgen, dass alles zusammenpasst. Ich habe das Glück, zwei stellvertretende PIs zu haben, die Weltklasse sind und mit mir daran zusammenarbeiten, sowie einen Projektmanager und so weiter. Aber ich sorge jeden Tag dafür, dass wir es richtig machen und die wissenschaftlichen Erkenntnisse für das Geld pünktlich liefern. Und das ist schwierig. Und die NASA hat dabei ziemlich gute Arbeit geleistet, aber manchmal kostet es mehr Zeit und Arbeit, als wir erwarten, und das werden wir bei DAVINCI nicht zulassen. Wir werden unsere Aufgabe erfüllen und diese Mission starten, wie wir es versprochen haben, und den Mädchen und Jungen sowie den jungen Frauen und Männern diese Goldgrube an neuen Informationen liefern, damit sie die Dinge nicht nur hier in unserer Sonne ins rechte Licht rücken können System, aber darüber hinaus.

Ich könnte mir vorstellen, dass es schwierig ist, zu jedem Planeten zu gelangen, aber die Venus ist aufgrund ihrer extremen Temperaturen und ihres extremen Drucks besonders schwer. Wie baut man etwas auf, das die Reise an einen solchen Ort übersteht und Informationen zurückgibt?

Na ja, genau. Wir haben also eigentlich drei Flugsystemelemente. Wir haben ein großes tragendes Raumschiff mit einer großen Funkantenne von sechseinhalb Fuß Breite, die es uns ermöglicht, mit unserer Abstiegssonde zu sprechen, während wir durch die Atmosphäre fliegen, ähnlich einer Taucherglocke, wie ein Tiefsee-Tauchfahrzeug . Unser Fahrzeug schützt vor diesen Umgebungsbedingungen von minus 50 Grad Celsius am oberen Ende der Wolken bis zu 450 Grad Celsius am Boden, was der Temperatur eines Pizzaofens entspricht. Wir müssen also all diese Umgebungen schützen, während wir Gas aufnehmen, messen, woraus es besteht, Bilder machen, Druck-, Temperatur- und Windmessungen sammeln, alles zusammen in einer Art „Symphonie der Wissenschaft“ und weitermachen Wir kommunizieren den ganzen Weg, bis wir mit etwa 25 oder 30 Meilen pro Stunde an der Oberfläche landen. Das ist eine Menge Ingenieurskunst. Und das können wir jetzt dank sehr intelligenter technischer Systeme und Technologien, die uns vor 50 Jahren in gewisser Weise noch nicht zur Verfügung standen.

Wenn man die Venus als warnendes Beispiel dafür betrachtet, was passieren kann, wenn außer Kontrolle geratene Treibhausgase den Zyklus der Planetenerwärmung beschleunigen, wie können diese neuen Missionen uns helfen, die Erde besser zu verstehen?

Die Venus ist also ein Beispiel dafür, dass wir angesichts des Schicksals eines Planeten wie der Erde irgendwie nicht leben wollen. Wie Sie sagten, ein außer Kontrolle geratenes Treibhaus, das uns von einer möglicherweise bewohnbaren, schönen, sanfteren Venus vor Milliarden von Jahren oder irgendwann in der Vergangenheit zur Venus von heute geführt hat, die keine bewohnbare Welt ist. Und dies könnte ein Weg vieler großer Gesteinsplaneten mit großen Atmosphären sein. Vielleicht können wir etwas mit dem James-Webb-Weltraumteleskop untersuchen, wenn wir mit der Erforschung von Exoplaneten beginnen. Aber wir müssen wissen, dass die Venus, die wir nebenan haben, unser natürliches Labor dafür ist: Warum hat sie sich anders entwickelt? Warum beharrte sie nicht in einem frühen, milden Zustand wie unsere frühe Erde mit Ozeanen, Regen und Vulkanen, die alle in diesem wunderschönen Strudel aus Chemie und Möglichkeiten interagierten, der natürlich zu dem führte, was wir heute hier auf der Erde sind: dieses wunderschöne, blasse blauer Punkt? Warum hat sich die Venus anders entwickelt? Was ist mit ihren Ozeanen passiert, falls es jemals welche gab? Warum ihre Landschaften bizarr aussehen, diese Hochlandberge, die wir Steinchen nennen, weil es im Sonnensystem nichts Vergleichbares gibt. Das sind große Fragen. Sie werden eine Flotte von Missionen benötigen, um das zu verstehen, denn das verrät uns vielleicht mehr über unser eigenes Schicksal und warum Klimaschwankungen, die auf der Erde in Zeit und Zyklen üblich sind, wohin sie führen werden. Wenn wir also die Venus verstehen und Modelle erstellen, um zu zeigen, warum die Venus der Grund ist, warum sie ist, dann können wir zurückblicken und sagen, warum die Erde nicht zu einer anderen Venus wird oder was um alles in der Welt werden könnte. Wenn wir also unsere eigene Heimatwelt verstehen, die so wertvoll ist, ist es ein Mehrwert, uns durch Analogien über die Planeten, die wir haben, zu verbinden und dies auf unseren eigenen zu projizieren.

Wo könnte man mehr über die Venus, diese aufregende Mission und alle zukünftigen Pläne der NASA für eine Rückkehr zur Venus erfahren?

Wir können also zu www.nasa.gov/venus gehen. Das ist eine Seite, wir haben eine Website. Wenn Sie auf DAVINCI suchen, können Sie unsere Mission sehen. Es sind auch andere Venus-Assets mit Verbindungen verfügbar. Und ich möchte nur noch etwas sagen: Wir sind alle gespannt auf die großen Fragen. Auch wir persönlich sind als Entdecker gespannt darauf, was wir mit der Venus machen können. Und für mich war es das erste Bild, Berge zu sehen, in Menschenmaßstäben, unter den Wolken, zum ersten Mal von oben; Es gab keine Missionen, die Dinge von oben in dem Maßstab gesehen haben, den wir gewohnt sind, ob wir in einem Hubschrauber landen, an einem Turm stehen, ein Gebäude betrachten oder, Sie wissen schon, Bungee-Jumping machen oder was auch immer das tun wir. Wir werden zum ersten Mal für die Menschheit diese Ansichten eines Ortes haben, der nicht die Erde ist und nie existiert hat. Das wird immer bemerkenswert sein. Und das ist ein Entdeckungspotenzial, wissen Sie, 1 Million, bei dem man Dinge entdeckt, von denen wir nicht einmal wussten, welche Fragen wir stellen mussten. Und diese Dinge werden im Kontext einer anderen Welt mit all dieser unglaublichen Chemie einfach etwas ganz Besonderes sein. Und deshalb kann ich es kaum erwarten, dort anzukommen, wenn wir alle zusammen dorthin gehen.

Schließlich weiß ich, dass die NASA großen Wert auf Akronyme legt. Wofür steht der Name DAVINCI? Und welche Bedeutung steckt hinter dem Namen?

Auf jeden Fall, und wir haben sie ganz bewusst nach Leonardo da Vinci benannt. Und das Akronym passt: „Deep Atmosphere of Venus Investigation of Noble-gases, Chemistry and Imaging“, denn das ist es, was wir tun. Aber was noch wichtiger ist, weil Da Vinci uns dazu inspirierte, Innovatoren zu sein, kreativ und katalytisch. Und das wollen wir in die Erforschung der Venus einbringen, denn das inspiriert uns alle. Diese großen Denker der Vergangenheit, die Frauen und Männer, die wir aus der Geschichte kennen, sie inspirieren uns, es in Zukunft besser zu machen. Deshalb ist es eine Ehre und ein Privileg, seinen Namen mit auf die Venus zu nehmen, und deshalb haben wir uns dafür entschieden.