Questa figura mostra il picco vulcanico Idunn Mons nell'area Imdr Regio di Venere, derivato dai dati ottenuti dalla navicella spaziale Magellan della NASA e dalla navicella spaziale Venus Express dell'ESA. NASA/JPL-Caltech/ESA Per decenni, l'esplorazione del nostro sistema solare ha lasciato uno dei nostri pianeti vicini, Venere, in gran parte inesplorato. Ora, le cose stanno per cambiare.
Nell'ultimo annuncio del programma di esplorazione del sistema solare della NASA, due missioni hanno avuto il via libera, ed entrambe sono dirette a Venere. Le due ambiziose missioni partiranno tra il 2028 e il 2030.
Questo segna un notevole cambiamento di direzione per la divisione di scienze planetarie della NASA, che non invia una missione sul pianeta dal 1990. È una notizia entusiasmante per gli scienziati spaziali come me.
Venere è un mondo ostile. La sua atmosfera contiene acido solforico e la temperatura superficiale è abbastanza calda da fondere il piombo. Ma non è sempre stato così. Si pensa che Venere sia nata in modo molto simile alla Terra. Allora, cos'è successo?
Mentre sulla Terra, il carbonio è principalmente intrappolato nelle rocce, su Venere è fuggito nell'atmosfera, rendendolo circa il 96% di anidride carbonica. Questo ha portato a un effetto serra incontrollato, spingendo le temperature superficiali fino a 750 kelvin (470 gradi Celsius o 90 gradi Fahrenheit).
La storia del pianeta lo rende un luogo eccellente per studiare l'effetto serra e per imparare a gestirlo sulla Terra. Possiamo usare modelli che tracciano gli estremi atmosferici di Venere, e confrontare i risultati con quello che vediamo a casa.
Ma, le condizioni estreme della superficie sono uno dei motivi per cui le missioni di esplorazione planetaria hanno evitato Venere. L'alta temperatura significa una pressione molto alta di 90 bar (equivalente a circa un chilometro sott'acqua) che è sufficiente per schiacciare istantaneamente la maggior parte dei lander planetari. Potrebbe non essere una sorpresa, poi, che le missioni su Venere non sono sempre andate secondo i piani.
Gli emisferi nord e sud di Venere come rivelato da oltre un decennio di indagini radar culminate nella missione Magellan della NASA del 1990-1994. NASA/JPL/USGS La maggior parte dell'esplorazione fatta finora è stata effettuata dall'allora Unione Sovietica tra gli anni '60 e gli anni '80. Ci sono alcune notevoli eccezioni, come la missione Pioneer Venus della NASA nel 1972 e la missione Venus Express dell'Agenzia spaziale europea nel 2006.
Il primo sbarco avvenne nel 1970, quando la Venera 7 dell'Unione Sovietica si è schiantata a causa dello scioglimento del paracadute. Ma è riuscito a trasmettere 20 minuti di dati sulla Terra. Le prime immagini di superficie sono state scattate da Venera 9, seguito da Veneras 10, 13 e 14.
La prima delle due missioni NASA selezionate sarà conosciuta come Davinci+ (un accorciamento di Deep Atmosphere of Venus Investigations of Noble Gases, Chimica e Imaging). Include una sonda di discesa, il che significa che sarà lasciato cadere nell'atmosfera, prendendo le misure mentre va. La discesa ha tre tappe con la prima che indaga l'intera atmosfera.
La sonda esaminerà in dettaglio la composizione dell'atmosfera, fornendo informazioni su ogni strato mentre cade. Sappiamo che l'acido solforico è confinato negli strati nuvolosi a circa 50 chilometri (30 miglia) di altezza, e sappiamo che l'atmosfera è composta per il 97 percento di anidride carbonica. Ma studiare gli oligoelementi può fornire informazioni su come l'atmosfera sia finita in questo stato. La seconda fase esaminerà le quote più basse per misurare le proprietà meteorologiche come la velocità del vento, temperatura e pressione in dettaglio.
L'ultima fase acquisisce immagini di superficie in alta risoluzione. Anche se questo è molto comune per Marte, è sempre stata una sfida su Venere. Lo spesso strato di nuvole significa che la luce visibile viene riflessa, quindi osservare dalla Terra o dall'orbita non è pratico. Le intense condizioni della superficie significano anche che i rover non sono pratici. Un suggerimento è stata una missione in mongolfiera.
Abbiamo un'immagine a bassa risoluzione della superficie di Venere, grazie alla missione Magellan della NASA nel 1990, che ha mappato la superficie usando il radar. La sonda Davinci acquisirà immagini di superficie utilizzando la luce infrarossa durante la sua discesa. Queste immagini non solo consentiranno una migliore pianificazione per le missioni future, ma aiuteranno anche gli scienziati a studiare come si è formata la superficie.
La seconda missione si chiama Veritas, abbreviazione di Venere Emissività, Scienza radiofonica, In SAR, Topografia e spettroscopia. Questa sarà una missione planetaria più standard. L'orbiter trasporterà a bordo due strumenti per mappare la superficie, integrando le dettagliate osservazioni a infrarossi di Davinci.
Il primo di questi è una telecamera che osserva in una gamma di lunghezze d'onda. Può vedere attraverso le nuvole venusiane, per studiare la composizione atmosferica e del suolo. Questo compito è molto difficile, poiché la temperatura superficiale fa sì che la luce riflessa abbia una gamma molto ampia di lunghezze d'onda. Veritas compenserà ciò utilizzando tecniche spesso utilizzate per studiare le atmosfere degli esopianeti.
La telecamera a lunghezza d'onda cercherà anche segni di vapore acqueo. La missione Venus Express ha mostrato che i principali elementi in fuga dall'atmosfera venusiana sono l'idrogeno e l'ossigeno, quindi se c'è dell'acqua sarà in piccole quantità, o in profondità sotto la superficie.
Il secondo strumento è un radar e utilizza una tecnica ampiamente utilizzata sui satelliti di osservazione della Terra. Un ricevitore radio attivo molto grande, importante per le immagini ad alta risoluzione, viene simulato utilizzando impulsi radio puntati ad angoli diversi davanti al veicolo spaziale. Le immagini radar ad alta risoluzione creeranno una mappa più dettagliata per studiare l'evoluzione della superficie di Venere, così come determinare se c'è qualche attività tettonica o vulcanica.
Immagine della NASA del transito di Venere sulla faccia del sole, catturato il 5 giugno 2012. Questo evento avviene in coppie a distanza di otto anni che sono separate l'una dall'altra da 105 o 121 anni. Il prossimo transito non avverrà prima del 2117. NASA/Goddard Queste missioni potrebbero anche aggiungere prove a una teoria secondo cui la superficie venusiana si è completamente sciolta e si è riformata 500 milioni di anni fa. Ciò è avvenuto per spiegare la mancanza di impatti di meteoriti sulla superficie, ma finora non è stata trovata alcuna prova di uno strato di lava vulcanica che risulterebbe da tale riemersione.
È eccitante che la NASA abbia rivolto la sua visione della missione planetaria verso Venere. Per tutti gli astronauti in erba temo che la possibilità di mandare un umano lì presto sia inesistente. Ma, le informazioni che possono essere ottenute dalla sorella in gran parte dimenticata della Terra saranno di altissimo valore per comprendere il nostro mondo.
Ian Whittaker è Senior Lecturer in Physics presso la Nottingham Trent University di Nottingham, Inghilterra.
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