Venus Monitoring Camera (VMC)

Die Kamera der Venus-Express-Mission

Die Venus Monitoring Camera (VMC) ist Teil der Venus-Express-Mission, deren Ziel es ist, die Dynamik der Venus-Atmosphäre zu untersuchen. Diese Zielsetzung erfordert globales Bildmaterial des Planeten. VMC wurde entwickelt, genau dies mit Hilfe eines relativ weiten Gesichtsfeldes von 17.5° zu erreichen. VMC wird Bilder der Venus im UV- bis nahem IR-Bereich liefern, indem das Licht durch 4 Linsensysteme mit unterschiedlichen Filtern auf einen CCD abgebildet wird. Je nach Entfernung der Sonde vom Planeten beträgt die Auflösung 200 m bis 45 km pro Pixel, so dass die Venus nahe des Apozentrums des Orbits komplett ins Bild passt. VMC vervollständigt die Instrumente auf Venus Express durch

1. Aufzeichnung der globalen Wolkenbewegung in 70 km (hohe Wolken) und in 50 km (Haupt-Wolkenschicht) Höhe
2. Beobachtung des O₂ Nachtleuchtens
3. Beobachtung der thermischen Abstrahlung auf der Nachtseite
4. Untersuchung des Temperaturgefälles und des H₂O-Gehaltes der unteren 6-10 km

Zusätzlich stellt VMC Bildmaterial für die gesamte Mission zur Verfügung und die erzeugten Filme der Venus-Atmosphäre sind von bedeutendem Interesse sowohl für die Wissenschaft, als auch für die Öffentlichkeit.

 

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Wissenschaftliche Ziele

Das VMC-Instrument benutzt 4 schmalbandige Filter und einen CCD-Detektor, der über einen Wellenlängenbereich von 0.3 bis 1.0 µm empfindlich ist, um die folgenden wissenschaftlichen Ziele zu erreichen:

• Beobachtung der Tagseite im UV-Bereich
• Beobachtung des sichtbaren Leuchtens in der Thermosphäre auf der Nachtseite
• Beobachtung der Oberfläche und unteren Atmosphäre im 1 µm "Fenster"

Die Hauptaufgabe des Experiments besteht darin, die dynamischen Prozesse in der Venus-Atmosphäre zwischen Thermosphäre (~150 km) und Haupt-Wolkendecke (~50 km) zu beobachten sowie die Oberfläche durch das 1 µm Fenster abzutasten.

Instrumentbeschreibung

VMC besteht aus einer Einheit, die Optik, CCD und Auslese-Elektronik (CRE), Digital Processing Unit (DPU) und Stromversorgungs-Konverter beherbergt. Ein unter dem CCD angebrachtes Peltier-Element kühlt den Sensor um das Eigenrauschen zu minimieren.

Um bewegliche Teile wie Filterräder zu vermeiden teilen sich 4 Objektive (Kanäle) die Fläche nur eines CCDs. Interne und externe Blenden verhindern die Streulicht-Einstrahlung. Das Instrument ist an der +Y-Seite im Inneren der Raumsonde befestigt.

Die Bilddaten werden vom CCD durch die CRE ausgelesen und zum - in die DPU integrierten - 1 Gbit Massenspeicher gesendet. Die DPU ist ein so genanntes "system-on a chip" (SoC) welches alle DPU-Funktionen auf einem einzigen Chip unterbringt und somit wenig Platz in Anspruch nimmt. Der Prozessor basiert auf dem "LEON-2" SPARC V8 kompatiblen Core in einem strahlungsgeschützten Xilinx Virtex FPGA.

Bevor die Bilddaten an die Raumsonde via Hochgeschwindigkeits-IEEE-1355-Interface gesendet werden, können zeitgleich oder offline verschiedene Bildbearbeitungs-Funktionen wie JPEG2000-Komprimierung durchlaufen werden.

Alle VMC-internen Funktionen können mit Hilfe einer Skriptsprache ("On-board Command Language", OCL) konfiguriert werden, die es erlaubt, Benutzer-definierte Skripte parallel auf mehreren virtuellen Maschinen auszuführen.

Links

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