Japanska rymdfarkosten Akatsuki gör ett andra försök att ta sig in i Venus omloppsbana i december 2015
Redan 2010 lanserade den japanska byrån för flygforskning (JAXA) Venus Climate Orbiter 'Akatsuki' med avsikten att lära sig mer om planetens väder- och ytförhållanden. Tyvärr, på grund av motorproblem, lyckades inte sonden ta sig in i planetens omloppsbana.
Sedan dess har den hållit sig i en heliocentrisk bana, cirka 134 miljoner kilometer från Venus, och genomfört vetenskapliga studier på solvinden. Men JAXA kommer att göra ytterligare ett försök att glida in sonden i Venus omloppsbana innan dess bränsle tar slut.
Sedan 2010 har JAXA arbetat för att Akatsuki ska fungera så att de kan ge rymdfarkosten ett nytt försök att komma in i Venus omloppsbana.
Efter en grundlig undersökning av alla möjligheter till felet, fastställde JAXA att sondens huvudmotor brann ut när den försökte bromsa när den närmade sig planeten. De hävdar att detta sannolikt berodde på en felaktig ventil i rymdfarkostens bränsletrycksystem orsakad av saltavlagringar som blockerade ventilen mellan heliumtrycktanken och bränsletanken. Detta resulterade i höga temperaturer som skadade motorns förbränningskammares hals och munstycke.
En radarvy av Venus tagen av rymdfarkosten Magellan, med några luckor fyllda av Pioneer Venus orbiter. Kredit: NASA/JPL
JAXA justerade rymdfarkostens bana så att den skulle etablera en heliocentrisk bana, med förhoppningen att den skulle kunna svänga av Venus igen i framtiden. Ursprungligen var planen att göra ett nytt försök att införa en omloppsbana i slutet av 2016 när rymdfarkostens omloppsbana skulle föra tillbaka den till Venus. Men eftersom rymdfarkostens hastighet har minskat mer än förväntat, bestämde JAXA att om de långsamt bromsade Akatsuki ännu mer, skulle Venus 'komma ikapp det' ännu tidigare. En snabbare återkomst till Venus skulle också vara fördelaktigt när det gäller livslängden för rymdfarkosten och dess utrustning.
Men denna andra chans kommer sannolikt att vara den sista chansen, beroende på hur mycket skada det är på motorerna och andra system. Skälen till att göra detta sista försök är ganska uppenbara. Förutom att ge viktig information om Venus meteorologiska fenomen och ytförhållanden, skulle den framgångsrika omloppsinsättningen av Akatsuki också vara första gången som Japan placerade ut en satellit runt en annan planet än jorden.
Om allt går bra kommer Akatsuki att gå in i omloppsbana runt Venus på ett avstånd av ungefär 300 000 till 400 000 km från ytan, med hjälp av sondens 12 mindre motorer eftersom huvudmotorn fortfarande inte fungerar. Det ursprungliga uppdraget krävde att sonden skulle etablera en elliptisk bana som skulle placera den 300 till 80 000 km från Venus yta.
Denna stora variation i avstånd var avsedd att ge chansen att studera planetens meteorologiska fenomen och dess yta i detalj, samtidigt som de fortfarande kunde observera atmosfäriska partiklar som flyr ut i rymden.
Konstnärens intryck av Venus Express på väg in i omloppsbana 2006. Bildkredit: ESA – AOES Medialab
På ett avstånd av 400 000 km förväntas bildkvaliteten och möjligheterna att fånga dem försämras. Men JAXA är fortfarande övertygad om att den kommer att kunna uppnå de flesta av uppdragets vetenskapliga mål.
I sin ursprungliga form inkluderade dessa mål att erhålla meteorologisk information om Venus med hjälp av fyra kameror som fångar bilder i de ultravioletta och infraröda våglängderna. Dessa skulle vara ansvariga för att globalt kartlägga moln och titta under slöjan av planetens tjocka atmosfär.
Blixtar skulle upptäckas med en höghastighetskamera och radiovetenskapliga monitorer skulle observera atmosfärens vertikala struktur. Genom att göra det hoppas JAXA kunna bekräfta förekomsten av ytvulkaner och belysning, som båda först upptäcktes av ESA:s rymdfarkost Venus Express. Ett av de ursprungliga syftena med Akatsuki var att komplettera Venus Express-uppdraget. Men det har Venus Express nu avslutat sitt uppdrag, tar slut på gas och störtar ner i planetens atmosfär.
Men mest av allt hoppas man att Akatsuki kan ge observationsdata om Venus största mysterium, som har att göra med dess ytstormar.
Konstnärens intryck av åskväder på Venus. Kredit: ESA
Tidigare observationer av planeten har visat att vindar som kan nå upp till 100 m/s (360 km/h eller ~225 mph) kretsar runt planeten var fjärde till femte jorddag. Det betyder att Venus upplever vindar som är upp till 60 gånger snabbare än den hastighet med vilken planeten vänder, ett fenomen som kallas 'superrotation'.
Här på jorden kan de snabbaste vindarna bara nå mellan 10 och 20 procent av planetens rotation. Som sådan tar inte vår nuvarande meteorologiska förståelse hänsyn till dessa superhöga vindar, och man hoppas att mer information om atmosfären kommer att ge några ledtrådar om hur detta kan hända.
Mellan extremt tjocka moln, svavelhaltiga regnstormar, blixtar och snabba vindar är Venus atmosfär verkligen mycket intressant! Lägg till det faktum att den vulkaniska, pockade ytan inte kan övervakas utan hjälp av sofistikerad radar eller IR-avbildning, och du börjar förstå varför JAXA är ivriga att få sin sond i omloppsbana medan de fortfarande kan.
Och se till att kolla in den här videon, med tillstånd av JAXA, som beskriver Venus Climate Orbiter-uppdraget:
Vidare läsning: JAXA