Ein vollständiges repräsentatives Mock-up des Instruments VEM für den Einsatz auf der Mission VERITAS zum besseren Verständnis des Designs. 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.
Der Venus Emissivity Mapper (VEM) ist das erste Fluginstrument, das speziell für die Kartierung der Venusoberfläche unter Nutzung mehrerer atmosphärischer Fenster im Bereich um 1 µm konzipiert wurde. Sein Hauptziel ist es, ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) des Instruments von deutlich über 1000 zu erreichen sowie einen prognostizierten Fehler bei der Bestimmung der relativen Emissivität von weniger als einem Prozent zu erzielen, vorausgesetzt, es liegen verbesserte Topografiedaten der Venus vor.
VEM ist eines der beiden wissenschaftlichen Kerninstrumente an Bord von VERITAS, einer NASA-Mission zur Beobachtung der Venus. Die Entwicklung des VEM wird vom DLR-Institut für Weltraumforschung in Berlin geleitet. Das umfasst sowohl die wissenschaftliche Definition und Umsetzung, die Validierung und den Betrieb als auch die Konstruktion, Fertigung, Montage und Verifizierung des Instruments. Ein französischer Beitrag, nämlich die Optik einschließlich der Spektralfilterbaugruppe, wird vom Centre National d’Etudes Spatiales (CNES) und dem Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA) bereitgestellt.
Im Juni 2021 hat die NASA zwei Missionen (VERITAS und DAVINCI+) zur Venus, dem der Erde am nächsten gelegenen Nachbarplaneten, ausgewählt. Als Teil des Discovery-Programms 2019 der NASA zielen die Missionen darauf ab, zu verstehen, wie die Venus zu einer höllenähnlichen Welt wurde, obwohl sie so viele andere Eigenschaften aufweist, die denen unserer Erde ähneln – und möglicherweise die erste bewohnbare Welt im Sonnensystem war, komplett mit einem Ozean und einem erdähnlichen Klima. Suzanne Smrekar vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien ist die leitende Wissenschaftlerin. Das JPL übernimmt das Projektmanagement für die Mission, während das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) den Infrarot-Kartierer VEM bereitstellt und die Italienische Weltraumagentur (ISA) sowie das französische Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) zum Radar und zu anderen Teilen der Mission beitragen. Der Start von VERITAS ist für das Jahr 2031 geplant.
Der VEM ist als multispektraler Push-Broom-Imager konzipiert, um die Oberflächenemissivität mithilfe von sechs Spektralbändern in fünf atmosphärischen Fenstern sowie acht Spektralbändern zur Kalibrierung und Erkennung von Wasserdampf in Bodennähe zu kartieren. Er nutzt eine bewährte Messtechnik, die erstmals von VIRTIS an Bord von Venus Express (VEX) eingesetzt wurde. Zudem fließen die aus VIRTIS gewonnenen Erkenntnisse ein, um eine deutlich verbesserte Empfindlichkeit sowie eine erweiterte spektrale und räumliche Abdeckung zu erzielen.
Ein Filterarray (anstelle eines Gitters) sorgt für eine etwa fünfmal höhere Wellenlängenstabilität (Bandmitte und Bandbreite) und maximiert das Signal an das Fokalebenenarray (FPA). Eine zweistufige Blende reduziert Streulicht und verbessert die Empfindlichkeit. Durch den Einsatz eines hochintegrierten InGaAs-Detektors mit 1280 × 768 Pixeln, einschließlich eines thermoelektrischen Kühlers (TEC), entfällt die Notwendigkeit einer kryogenen Kühlung. Die thermische Stabilisierung gewährleistet ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis für Messungen im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 µm und 1,6 µm. Ein drehbares Fenster schützt den optischen Eingang vor Verunreinigungen während der Aerobreaking-Phase, wenn VERITAS in die Atmosphäre der Venus eintritt. Die telezentrische Optik bildet die Spektrallinien auf dem Detektor ab, der thermisch stabilisiert ist, um ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu gewährleisten. Die Elektronik steuert und versorgt das System. Eine an Bord installierte Verarbeitungseinheit mit integrierter Software steuert die Komponenten und übernimmt die Datenverarbeitung sowie -komprimierung.
