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Intorno a Venere per scoprire i suoi segreti

Reading Time: 7 minutes

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livello elementare

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ARGOMENTO: ASTRONOMIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Venere, missioni spaziali, programmi NASA
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La NASA ha ufficialmente annunciato due nuove missioni sul pianeta  Venere con partenza prevista nel 2028. Si pensava che la NASA fosse concentrata sulla missione umana su Marte e che, dopo la sua ultima missione su Venere, nel 1990, con la sonda Magellano non avesse in programma un suo ritorno in tempi brevi su quell’infuocato pianeta. In particolare, nella considerazione che l’ente spaziale statunitense, la NASA, ha in programma diverse missioni, tra cui l’ambiziosa missione Artemis sulla Luna,  parte del NASA Discovery Program annunciato nel 1992.

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Le nuove missioni su Venere, denominate DAVINCI+ e VERITAS, dovrebbero iniziare nel 2028-2030 ed hanno ricevuto un budget di circa 500 milioni di dollari ciascuna. Queste missioni, che sono state le due finaliste selezionate tra quattro nel febbraio 2020, faranno luce su come Venere sia diventata il mondo inospitale che è oggi, nonostante condivida molte caratteristiche con il pianeta Terra.

Come ricorderete da un precedente articolo, le sonde spaziali inviate sul pianeta non sopravvissero a lungo. L’elevata temperatura superficiale surriscaldò i componenti delle sonde che andarono in avaria dopo poco tempo. Le nuove missioni dovranno quindi tenere conto delle esperienze acquisite per realizzare strumenti schermati in grado di poter operare a lungo a temperature decisamente proibitive.

Alla scoperta di Venere
Entrambe le missioni hanno lo scopo di fornire una migliore comprensione del pianeta e del motivo per cui è diventato così diverso dalla Terra. Le missioni sono, sotto un certo aspetto, complementari; DAVINCI+ studierà l’atmosfera venusiana, mentre VERITAS mapperà approfonditamente la superficie del pianeta. Ma perché tanto interesse?

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Storicamente solo due missioni della NASA hanno visitato Venere: Pioneer nel 1978 e Magellano nei primi anni ’90. Fu proprio durante la missione Pioneer che, tramite i primi dati raccolti,  si incominciò ad ipotizzare che su Venere fosse stato presente un oceano. In questa immagine si possono osservare tre crateri generati da un impatto, visualizzati in prospettiva tridimensionale (3D) della superficie di Venere. Queste immagini furono costruite utilizzando i dati inviati dalla sonda Magellano. Sono visibili i crateri Aglaonice, Howe e Danilova. Image credit © CORBIS / Corbis via Getty Images)

Alcuni astronomi ritengono che Venere potrebbe essere stato il primo pianeta abitabile nel nostro sistema solare, inizialmente con un grande oceano ed un clima simile a quello terrestre. Gli scienziati ipotizzano che Venere per miliardi di anni mantenne temperature stabili e ospitò acqua allo stato liquido prima che un evento sconosciuto innescasse drastici cambiamenti nel pianeta trasformandolo in un pianeta con temperature tanto calde da sciogliere il piombo. In uno studio (presentato al EPSC-DPS Joint Meeting 2019), Michael Way, fisico presso il Goddard Institute of Space Science della NASA, già coautore di uno studio del 2016 sul clima e i paleo-oceani di Venere, ha sottolineato che il pianeta Venere, circa 2-3 miliardi di anni, fosse inizialmente abitabile. Nel tempo, circa 700 milioni di anni, qualcosa di drammatico accadde ed ora Venere è diventato un pianeta con un’atmosfera tossica, con temperature superficiali che raggiungono i 462 gradi Celsius. Un fenomeno su cui riflettere.

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Nuovi dati raccolti sul flusso di CO2 dai vulcani hanno dimostrato che i vulcani dormienti, così come i vulcani attivi, emettono in atmosfera grandi flussi di CO2 precedentemente “invisibili”, derivati ​​dal degassamento dei corpi magmatici nella crosta sottostante. Questi flussi diffusi di CO2 danno un grande contributo al flusso totale di carbonio in atmosfera. Figura riprodotta da Werner et al., 2019

Da cosa fu dovuto su Venere non lo sappiamo ancora, ma gli scienziati ipotizzano che probabilmente vi furono una serie di eventi che causarono un rilascio, o ‘degassamento‘, di anidride carbonica immagazzinata nelle rocce del pianeta circa 700-750 milioni di anni fa, che portò da una temperatura massima di 50 gradi fino agli oltre 460 odierni. Sulla Terra abbiamo avuto nelle Ere geologiche alcuni esempi di degassamento su larga scala, ad esempio le eruzioni continue, per circa due milioni di anni, nella regione siberiana, durante il passaggio tra il Permiano ed il Triassico (P-T), circa 251,9 milioni di anni fa. Si ritiene che esse furono la causa principale dell’importante evento di estinzione del Permiano-Triassico. Forse su Venere avvenne la stessa cosa ma su maggiore scala. La comprensione di certi meccanismi ha quindi una ricaduta anche per il nostro pianeta.

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Ricostruzione tridimensionale di Gula Mons catturata dal Magellan Synthetic Aperture Radar (SAR) combinata con l’altimetria radar. Credito: NASA / JPL

Vediamo cosa succederà nei prossimi anni intorno e su Venere
È sorprendente quanto poco sappiamo di Venere, ma i risultati combinati di queste (nuove) missioni ci parleranno del pianeta dalle nuvole, nel suo cielo, attraverso i vulcani sulla sua superficie fino al suo nucleo“, ha detto Tom Wagner, uno scienziato del Discovery Program della NASA, “Sarà come riscoprire il pianeta“.

La prima missione, DAVINCI+ (acronimo per Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble Gas, Chemistry e Imaging Plus) sarà dedicata all’analisi dell’atmosfera di Venere per determinare come si formò ed evolse nel tempo. Nella sua discesa la sonda analizzerà la composizione dell’atmosfera venusiana e raccoglierà immagini dettagliate della sua superficie. Questo potrebbe farci meglio comprendere la possibilità dell’esistenza di un grande oceano nel passato di Venere. 

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La missione DAVINCI+ in un’immagine pittorica – credit NASA

Gli strumenti della missione, comprese le telecamere, saranno protetti da una protezione progettata per immergersi nella densa atmosfera del pianeta, e potranno quindi inviarci le prime immagini ad alta risoluzione delle caratteristiche morfologiche del pianeta Venere. Queste caratteristiche, chiamate in gergo “tessere”, regioni tettonicamente deformate sulla superficie di Venere, spesso più elevate del paesaggio circostante. Costituiscono circa il 7 per cento della superficie del pianeta e potrebbero mostrare la caratteristica più antica, essendo forse risalenti a circa 750 milioni di anni fa. Esistono due teorie: la prima che siano costituite da rocce vulcaniche, oppure che siano la controparte della crosta continentale terrestre. 

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immagine pittorica di VERITAS

Successivamente, partirà la missione VERITAS (acronimo per Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy) con lo scopo di mappare il pianeta nel tentativo di far luce sul suo passato. La sonda orbitale, dotata di radar, potrebbe consentire di realizzare una topografia tridimensionale, consentendo agli scienziati di determinare quanto sia oggi attivo Venere, dal punto di vista vulcanico, analizzando i suoi processi tettonici e le emissioni infrarosse provenienti dalla superficie del pianeta.

Entrambe le missioni porteranno dimostrazioni tecnologiche su di esse, tra cui il Deep Space Atomic Clock-2 su VERITAS, ed uno spettrometro per misurare la luce ultravioletta nell’atmosfera venusiana, sul DAVINCI+. In particolare, l’Italia parteciperà alla missione VERITAS con la realizzazione di tre strumenti: il trasponditore IDST (Integrated Deep Space Transponder) necessario per garantire le comunicazioni e per eseguire gli esperimenti di radioscienza al fine di studiare la gravità del pianeta, la parte a radiofrequenza del VISAR (Venus Interferometric Synthetic Aperture Radar) per studiare la morfologia il vulcanismo, e l’antenna HGA (High-Gain Antenna).

Ma non saranno soli
Attualmente intorno al rovente pianeta troviamo già due missioni:
Planet-C, conosciuta anche come Venus Climate Orbiter (VCO), una sonda giapponese lanciata il 20 maggio 2010 a bordo di un razzo H-IIA 202 dal Tanegashima Space Center. Dopo aver fallito l’ingresso in orbita, che era previsto il 7 dicembre 2010, la sonda riuscì ad immettersi in orbita venusiana cinque anni più tardi, il 7 dicembre 2015. Dopo il lancio, secondo la tradizione nipponica, la sonda fu rinominata Akatsuki, in giapponese “alba”.

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Immagine di Venere attraverso l’AKATSUKI Ultraviolet Imager (UVI)

L’obiettivo primario della sonda è lo studio della dinamica dell’atmosfera venusiana, per comprendere la “super-rotazione” atmosferica che comporta venti a 360 km/h, pari a circa sessanta volte il valore della velocità di rotazione del pianeta. Non ultime le ricerche includono riprese della superficie con una telecamera a infrarossi, che potranno confermare o smentire il manifestarsi di vulcanismo attivo in superficie.

BepiColombo, una missione dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) in collaborazione con la Agenzia Spaziale Giapponese (JAXA), è stata lanciata il 20 ottobre 2018 con un Ariane 5 dal Centre spatial guyanais a Kourou, nella Guyana francese. La missione prevede due sonde distinte, il Mercury Planetary Orbiter (MPO), che trasporterà gli strumenti destinati allo studio della superficie, esosfera e della composizione interna del pianeta, e il Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO), che trasporterà gli strumenti dedicati allo studio della magnetosfera del pianeta.

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I due elementi, MPO e MMO, agganciati tra loro a formare il Mercury Composite Spacecraft (MCS), dopo il secondo sorvolo ravvicinato di Venere (previsto in agosto 2021), proseguiranno il loro viaggio di 7,2 anni verso Mercurio, dove entreranno in orbita nel dicembre 2025.

Ma non resteranno sole; è prevista anche una nuova missione russa, Venera D (Венера-Д), che fa parte di un progetto per l’esplorazione di Venere. Sebbene il suo lancio era stato previsto intorno al 2016, dopo una riprogettazione delle missioni spaziali dell’Agenzia Spaziale Russa, è ora slittato (al più presto) nel 2029.

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Venera D (Венера-Д) è un progetto spaziale russo per l’esplorazione di Venere, il cui lancio era previsto intorno al 2016, ma che, dopo una riprogettazione delle missioni spaziali dell’Agenzia Spaziale Russa, è slittato al più presto nel 2029

La sonda Venera-D si ispira concettualmente alla missione della NASA Magellano, ma utilizzerà un sistema radar di maggiore potenza. Altro scopo della sonda è studiare la super-rotazione atmosferica, i processi geologici che hanno formato e modificato la superficie, la composizione mineralogica ed elementare dei materiali di superficie e i processi chimici legati all’interazione tra la superficie e l’atmosfera. Inoltre, di localizzare sulla superficie siti per futuri atterraggi destinati all’esplorazione di Venere.

In sintesi, il pianeta Venere sarà nel prossimo decennio piuttosto affollato da molte missioni spaziali che ci regaleranno nuove informazioni sui suoi segreti.

 

 

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