Skip to main content

EnVision, misschien terug naar Venus

Research Topic Chapter
News flash intro
Vijftien jaar geleden zond BIRA zijn eerste instrument naar Venus. SOIR was een infrarode spectrometer die erg goed presteerde tijdens ESA’s Venus Express missie. Een consortium van Europese en Amerikaanse onderzoeksinstellingen hebben nu een nieuwe missie voorgesteld naar Venus, in het kader van ESA’s M5 oproep voor middelgrote missies: EnVision. VenSpec-H is de naam van het Belgisch instrument dat eventueel de opvolger wordt van SOIR. Net als voor SOIR is de ingenieursafdeling van het BIRA nauw betrokken bij het design van VenSpec-H.
Body text

Terug naar Venus?

In 2005 werd de satelliet Venus Express van de Europese ruimtevaartorganisatie gelanceerd, een van de meest succesvolle interplanetaire ESA-missies ooit. Een van de wetenschappelijke instrumenten aan boord was SOIR (Solar Occultations in the InfraRed), een Belgisch instrument, ontwikkeld door de ingenieursafdeling van het BIRA in samenwerking met de Belgische industrie.

Het doel van SOIR was het bestuderen van de atmosferische samenstelling van Venus. In 2016 werd een soortgelijk instrument, genaamd NOMAD (Nadir and Occultation for MArs Discovery), aan boord van de ESA ExoMars Trace Gas Orbiter naar Mars gestuurd.

Als antwoord op de oproep van ESA voor M5-missie voorstellen, introduceerde een consortium van Europese en Amerikaanse wetenschappers een nieuwe missie naar Venus: EnVision. Het doel is het bestuderen van het oppervlak en atmosferische samenstelling. EnVision werd weerhouden, samen met nog twee andere kandidaten, om eind 2018 een twee jaar durende fase A studie in te gaan. EnVision bestaat uit twee radars om het oppervlak van de planeet te bestuderen, en een reeks spectrometers, VenSpec (Venus Spectrometers) genaamd, om de atmosfeer te bestuderen.

Het VenSpec-H instrument

Het Belgisch instrument VenSpec-H (“H” staat voor hoge resolutie) is één van drie spectrometers. VenSpec-H is een spectrometer werkzaam in het infrarode gebied van 1 tot 2.5 µm. In dit domein worden specifieke spectrale vensters geselecteerd met behulp van een ‘band selector’.

De belangrijkste technologische uitdaging is om het spectrometergedeelte bij zeer lage temperaturen (-45°C) op een warme basisplaat (rond 0°C) te plaatsen (zie 3D tekening). Er is niet alleen een perfecte thermische ontkoppeling nodig tussen het warme en koude gedeelte, maar er moet ook gekeken worden naar mechanische aspecten zoals het “schuiven” tussen beide gedeeltes. Hiervoor is een prototype gebouwd en getest door BIRA.

De VenSpec-H spectrometer is gebaseerd op SOIR en NOMAD. Het is eveneens gebouwd rond een echelle grating die dienst doet als een spectraal diffractie-element. Aan de uitgang van de spectrometer is er een gekoelde infrarood detector gemonteerd die geïntegreerd is in een luchtledige dewar. De koeler koelt de detectorchip tot rond -173°C, om zo de thermische achtergrond van de omgeving en de dark current van de detector weg te werken.

Als EnVision gekozen wordt als M5 missie, dan zal het instrument verder ontwikkeld worden gedurende de volgende ontwerp- en productiefasen.

 

Referentie

Helbert, J., Vandaele, A.C., Marcq, E., Robert, S., Ryan, C., Guignan, G., Rosas-Ortiz, Y., Neefs, E., Thomas, I.R., Arnold, G., Peter, G., Widemann, T., and Lara, L. (2019). The VenSpec suite on the ESA EnVision mission to Venus. Proceedings of SPIE 11128: Infrared Remote Sensing and Instrumentation XXVII, 9 September 2019, San Diego, USA, A1112804. https://doi.org/10.1117/12.2529248.

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
Het SOIR instrument dat aan boord was van ESA’s Venus Express missie
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
3D tekening van het VenSpec-H instrument dat deel uitmaakt van de EnVision missie. Het erg koude spectrometergedeelte (blauw) is geplaatst op een warme basisplaat (rood).
Publication date