25. März 2022
Kick-Off-Meeting für DLR-Experiment auf NASA-Mission zum Nachbarplaneten

VE­RI­TAS – auf der Su­che nach der Ve­nus-Wahr­heit

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Raumfahrt
NASA-Venussonde VERITAS
NA­SA-Ve­nus­son­de VE­RI­TAS
Bild 1/2, Credit: NASA/JPL-Caltech

NASA-Venussonde VERITAS

Künst­le­ri­sche Dar­stel­lung des NA­SA-Or­bi­ters VE­RI­TAS (Ve­nus Emis­si­vi­ty, Ra­dio science, In­SAR, To­po­gra­phy, And Spec­tros­co­py) in der Ve­nu­s­um­lauf­bahn. Der Start der Missi­on ist für No­vem­ber 2027 ge­plant, An­kunft an der Ve­nus wird dann im Ju­ni 2031 sein. Das DLR steu­ert mit dem „Ve­nus Emis­si­vi­ty Map­per“ (VEM) ei­nes von drei In­stru­men­ten bei. VE­RI­TAS wird drei Jah­re lang die Mi­ne­ra­lo­gie und To­po­gra­phie der Ve­nu­so­ber­flä­che kar­tie­ren. Haupt­ziel der Missi­on ist es, her­aus­zu­fin­den, wa­rum sich die Ve­nus ganz an­ders als die Er­de ent­wi­ckelt hat und ob es in der Früh­zeit des Pla­ne­ten viel­leicht doch auch ei­ne Zeit lang Was­ser auf dem Pla­ne­ten ge­ge­ben hat.
VEM Labormodell
VEM La­bor­mo­dell
Bild 2/2, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

VEM Labormodell

Im Rah­men des dies­wö­chi­gen Kick­off-Mee­tings in Ber­lin für die NA­SA-Missi­on VE­RI­TAS für den DLR-Bei­trag VEM (Ve­nus Emis­si­vi­ty Map­per) hat das In­sti­tut für Op­ti­sche Sen­sor­sys­te­me ein voll­stän­dig re­prä­sen­ta­ti­ves Mock-up der Ka­me­ra zum bes­se­ren Ver­ständ­nis des De­signs für al­le Pro­jekt­part­ner auf­ge­baut. Es be­steht im obe­ren Teil aus ei­ner zwei­tei­li­gen 3D-ge­druck­ten Schall­wand, ei­nem schüt­zen­den Dreh­fens­ter zwi­schen Schall­wand und Op­tik, der Op­tik (Ei­gen­tum von CNRS LAT­MOS / LE­SIA) und ei­nem Ka­me­ra­kopf (kom­mer­zi­el­ler Teil, RAP­TOR Pho­to­nics). Der un­te­re Teil des Ge­häu­ses be­her­bergt der­zeit die Platz­hal­te­r­elek­tro­nik (ei­gent­li­che Elek­tro­nik in Ent­wick­lung), den­noch ist die Ka­me­ra in der vor­ge­stell­ten Kon­fi­gu­ra­ti­on ein­satz­be­reit.
  • Warum haben sich die beiden gleichgroßen Planeten Erde und Venus so unterschiedlich entwickelt?
  • NASA-Orbiter VERITAS wird 2028 zu unserem Nachbarplaneten aufbrechen.
  • DLR stellt mit dem Spektrometer VEM eines von drei Experimenten.
  • Schwerpunkte: Raumfahrt, Planetenforschung

Kein Planet kommt der Erde näher als die Venus. Stehen sich beide Planeten auf ihren Bahnen direkt gegenüber, beträgt der Abstand „nur“ 41 Millionen Kilometer. Beide Planeten haben vieles gemeinsam: Es sind „terrestrische“, erdähnliche Himmelskörper mit fester Oberfläche, fast gleich groß, mit zum Teil ähnlichen Gesteinen, allerdings sehr unterschiedlichen Atmosphären. Während es auf der Erde Leben gibt, sorgt auf der Venus ein irrwitziger Treibhauseffekt in deren Kohlendioxid-Gashülle für eine konstante Oberflächentemperatur von 470 Grad Celsius. Flüssiges Wasser kann es hier nicht geben – aber war das immer so? Dies ist eine der Fragen, die mit der NASA-Mission VERITAS beantwortet werden könnte. Wesentlich dazu beitragen soll ein am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickeltes Spektrometersystem. Zum Auftakt dieses Projekts kamen die NASA-Projektleitung und europäische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Ingenieurinnen und Ingenieure jetzt am DLR-Standort Berlin-Adlershof zusammen.

Das DLR-Instrument für VERITAS (lateinisch für „die Wahrheit“) heißt VEM, das steht für „Venus Emissivity Mapper“ und bringt zum Ausdruck, dass mit diesem Instrument die von der Venusoberfläche und der Atmosphäre abgestrahlte Wärme gemessen wird. Aus der Wärmeabstrahlung in den einzelnen Wellenlängen des Nahinfrarots lassen sich globale Karten der Mineralogie auf der Venusoberfläche erstellen und die Zusammensetzung der Venusatmosphäre bestimmen. Dichte Schwefelsäurewolken in der Hochatmosphäre der Venus versperren einen direkten Blick im sichtbaren Licht auf die Venus – aber in einigen „atmosphärischen Fenstern“, bestimmten Wellenlängen im Infrarot, kann mit VEM die Oberfläche des Planeten untersucht werden. Dazu gehört auch die Suche nach chemischen oder thermalen Spuren von möglicherweise noch heute aktiven Vulkanen.

„Inzwischen haben wir an unserem DLR-Standort in Berlin-Adlershof eine vierzigjährige Tradition und Erfahrung beim Bau von Spektrometern“, erklärt Dr. Jörn Helbert vom DLR-Institut für Planetenforschung und Projektleiter für VEM. „Schon 1983 flogen die am hiesigen Institut für Kosmosforschung der Akademie der Wissenschaften entwickelten Spektrometer mit den sowjetischen Missionen Venera 15 und 16 zur Venus. 2018 ist ein DLR-Spektrometer mit der ESA-Mission BepiColomboauf die Reise zum Merkur geschickt worden. Nicht zuletzt wegen unserer Expertise mit Spektrometern samt begleitenden Laborexperimenten, bei denen wir die extremen Venus- und Merkurbedingungen simulieren, haben uns sowohl die NASA für VERITAS als auch die ESA für die Venusmission EnVision jetzt ausgewählt“, so Helbert.

Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA hat den Start für VERITAS auf den November 2027 terminiert. „Das bedeutet, dass wir unser Instrument in vier Jahren zu Ende entwickelt, gebaut, und getestet haben müssen“ sagt Gisbert Peter, Projektmanager für VEM am DLR-Institut für Optische Sensorsysteme. „Das ist natürlich sehr ehrgeizig. Ich bin aber überzeugt davon, dass wir das Instrument rechtzeitig vor dem Start zur Integration in VERITAS liefern können. Unsere langjährigen Erfahrungen in der Erforschung und Entwicklung von Spektrometern und die sehr erfolgreiche Zusammenarbeit mit unseren Partnerinstituten werden auch für diese Mission den Erfolg sicherstellen. So haben wir beispielsweise die Spektrometer MERTIS für die BepiColombo-Mission und DESIS für die ISS erforscht und entwickelt.“

„Es ist überwältigend, jetzt die Teams von DLR, LESIA und JPL persönlich zusammen zu sehen und die spürbare Aufregung zu erleben, mit VERITAS bald zur Venus fliegen zu können“, freut sich Dr. Sue Smrekar vom JPL, die „PI“ (Principal Investigator) der Mission. „Jörn Helbert ist ja schon seit mehr als zehn Jahren in unserem Venus-Team. Es wird in den fünf Jahren bis zum Start sicher noch enger zusammenwachsen – und dann geht es ja erst los mit der Datenaufzeichnung und der Wissenschaft. Ich bin echt begeistert, Partner in diesem Team zu sein.“

Über VERITAS

VERITAS steht für „Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy”. Die NASA traf die Entscheidung für das DLR-Experiment am 2. Juni 2021. Neben VEM werden das VISAR-Radar mit synthetischer Öffnungsweite und ein Radiowellenexperiment zur Erfassung des Schwerefelds der Venus Messungen machen, um Details über den nicht gut bekannten inneren Aufbau des Planeten zu erfahren. Außer dem DLR sind die französische Weltraumorganisation CNES, das Labor für Weltraumstudien am Observatorium Paris LESIA sowie die italienische ASI „Überseepartner“ bei dieser NASA-Discovery-Mission. Für die NASA ist es die erste Venusmission seit dem erfolgreichen MAGELLAN-Orbiter (1990-1994). Europa erkundete die Venus von 2006 bis 2014 mit dem ESA-Orbiter Venus Express.

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