La nave spaziale Venus Express dell'ESA ha concluso la sua fase di messa in orbita la scorsa settimana e l'agenzia lo ha dichiarato pronto per entrare nella fase operativa della sua missione scientifica. Lo specchio utilizzato per indirizzare lo strumento è bloccato in posizione di "chiusura", impedendo allo strumento di raccogliere dati.
Il 20 aprile 2006, dopo i suoi primi 9 giorni di orbita allungata intorno a Venere, Venus Express dell'ESA ha iniziato ad avvicinarsi al pianeta, fino a quando non ha raggiunto la sua orbita finale di 24 ore il 7 maggio. Durante questo periodo, e fino ad oggi, la navicella spaziale ha lavorato incessantemente: i nuovi dati in arrivo stanno già dando una prima occhiata a caratteristiche planetarie mai viste prima.
Se scattare le prime immagini sempre chiare del vortice a doppio occhio sul polo sud di Venere - ripreso da Venus Express durante la sua primissima orbita - era già una prima nella storia dell'esplorazione planetaria e una piacevole sorpresa per gli scienziati, nessuno poteva aspettarsi che il vortice avesse una struttura ancora più complicata di quanto probabilmente previsto.
Le immagini a infrarossi prese dallo spettrometro a raggi ultravioletti / visibili / quasi infrarossi (VIRTIS) a bordo del veicolo spaziale non solo fornivano la prima visione chiara del vortice, ma fornivano anche una visione molto più ravvicinata quando Venus Express sorvolò il polo sud fine maggio di quest'anno.
VIRTIS è uno strumento che può funzionare a diverse lunghezze d'onda. Ogni lunghezza d'onda a infrarossi offre una visione dell'atmosfera venusiana a una diversa altitudine, come una "sezione trasversale". "Quando abbiamo osservato questo gigantesco vortice a diverse profondità, ci siamo resi conto di quanto la sua forma stesse variando rispetto all'altitudine", ha affermato Pierre Drossart, investigatore co-principale di VIRTIS, dell'Osservatorio di Parigi, Francia. “È come se guardassimo strutture diverse, piuttosto che una singola. E i nuovi dati che abbiamo appena iniziato a raccogliere e analizzare rivelano differenze ancora più forti ”.
Il motivo per cui la morfologia del vortice varia così ampiamente lungo una linea "verticale" è ancora inspiegabile. "Questo è il motivo per cui stiamo organizzando una campagna per osservare il vortice polare meridionale, interamente dedicato a risolvere questo inaspettato puzzle", ha affermato Giuseppe Piccioni, Co-Principal Investigator di VIRTIS. “Innanzitutto vogliamo capire come è organizzata la struttura - in realtà, con VIRTIS stiamo costruendo una vera visione 3D del vortice. Quindi speriamo di essere in grado di capire meglio quali sono le forze trainanti che lo modellano ”.
Tracciamento di nuvole e venti
Mentre Venus Express stava sorvolando il pianeta, anche molti altri dettagli della fitta atmosfera hanno iniziato a emergere. Sia la Venus Monitoring Camera (VMC) che gli strumenti VIRTIS hanno iniziato a monitorare il sistema cloud e a seguirne le dinamiche complesse, mentre gli spettrometri SpicaV / SOIR hanno iniziato a recuperare informazioni sulla chimica atmosferica e sulla temperatura.
Le immagini ultraviolette della telecamera VMC mostrano la complessa morfologia del cloud deck, caratterizzata da caratteristiche di banda molto sottili e a basso contrasto, probabilmente dovute alla presenza di forti venti che producono strutture allungate. È anche possibile vedere una serie di modelli periodici di "onde" nelle nuvole, probabilmente dovuti alla variazione locale di temperatura e pressione, o a una specie di forze di marea in azione a Venere.
Una delle conferme più importanti della prima serie di dati analizzati dagli scienziati è il rilevamento dei cosiddetti "ultra assorbitori di UV": segni ultravioletti sulla parte superiore della nuvola, visibili anche come elementi più scuri nell'immagine del mosaico VMC. Sono così chiamati perché assorbono quasi la metà dell'energia solare ricevuta dal pianeta. La sostanza misteriosa che provoca questo assorbimento rappresenta ancora un vero enigma per gli scienziati.
"Comprendere quale sia l'origine di questi segni ultravioletti e ciò che rende la loro potenza assorbente così elevata è uno dei principali obiettivi di Venus Express", ha dichiarato Wojciech J. Markiewicz, Principal Investigator VMC, dell'Istituto Max Planck per la ricerca del sistema solare a Lindau , Germania. "Ora abbiamo la conferma che possiamo effettivamente vederli, quindi possiamo iniziare a lavorare per capire qual è la loro fonte. A causa del loro straordinario potere assorbente, sono molto importanti per comprendere l'equilibrio radiativo e termico globale del pianeta, nonché le dinamiche atmosferiche ”.
Tracciare il movimento delle nuvole e iniziare a caratterizzare la velocità del vento è un esercizio che gli scienziati di Venus Express hanno già iniziato. Una spettacolare vista notturna degli strati atmosferici medio-bassi a basse latitudini (tra 20º e 90º sud) da VIRTIS, mostra che le nuvole sono chiaramente spinte dai venti.
"Ora possiamo fare una prima valutazione qualitativa dei campi eolici e della circolazione, che si adatta comodamente alle precedenti misurazioni della missione Galileo sul polo nord", ha continuato Giuseppe Piccioni. "Ora stiamo raccogliendo più dati da diverse profondità atmosferiche, per essere in grado di fornire i primi numeri precisi, possibilmente nel prossimo futuro".
"Stiamo anche raccogliendo le prime informazioni sui componenti chimici minori dell'atmosfera, come il monossido di carbonio", ha aggiunto Pierre Drossart. “Con VIRTIS possiamo vedere l'atmosfera dell'emisfero meridionale più in profondità di qualsiasi altra missione precedente e abbiamo iniziato a raccogliere dati sulla chimica ancora sconosciuta degli strati atmosferici inferiori, per costruire un quadro globale. Studiare la variazione di composti chimici minori su diverse latitudini e profondità è anche un tracciante molto utile per il movimento globale atmosferico. "
Sorpresa nell'atmosfera "top"
Osservando gli strati atmosferici superiori con Venus Express, gli scienziati sono stati ancora una volta sorpresi. È infatti noto che il mazzo di nuvole venusiane ha uno spessore di circa 20 chilometri e si estende fino a circa 65 chilometri di altitudine sul pianeta. Le prime misurazioni di "occultazione stellare" mai eseguite su Venere grazie allo spettrometro SpicaV, hanno rivelato che sul lato notturno il mazzo di nuvole si estende fino a 90 chilometri di altitudine sotto forma di foschia completamente opaca, per poi continuare come più trasparente foschia fino a 105 chilometri.
L'occultazione stellare è una tecnica che consente di determinare la composizione dell'atmosfera di un pianeta guardando il "tramonto" di una stella appuntita attraverso l'atmosfera stessa. "Sulla Terra l'atmosfera diventa perfettamente chiara già sopra i 20 chilometri di altitudine", ha dichiarato Jean-Loup Bertaux, SpicaV / SOIR Principal Investigator, del Service d’Aéronomie del CNRS, Francia.
“Siamo rimasti davvero sorpresi di vedere quanto inaspettatamente più alta può arrivare la foschia di Venere. In realtà, sulla Terra e anche su Venere, a circa 20 chilometri a volte è possibile vedere goccioline di acido solforico. Sulla Terra provengono da eruzioni vulcaniche. Ci chiediamo se su Venere, dove diversamente dalle Terra le goccioline formano nuvole molto spesse, anche la loro origine è vulcanica. ”
Il fenomeno della foschia potrebbe essere dovuto alla condensazione dell'acqua nei cristalli di ghiaccio sul lato notturno, ma è troppo presto per escludere altre spiegazioni. "Ora abbiamo bisogno di raccogliere e studiare più dati per capire questo fenomeno in alta atmosfera - un'area che, prima di SpicaV, era ancora praticamente inesplorata", ha concluso.
Bertaux ha anche espresso la sua soddisfazione per il rilevamento atmosferico dell '"acqua pesante" - una molecola simile all'acqua ma con massa maggiore - grazie allo spettrometro SOIR. "Il rilevamento di acqua pesante nell'atmosfera di un pianeta, e la sua percentuale rispetto all'acqua normale, è molto importante per capire quanta acqua era presente sul pianeta in passato e quanta ne era fuggita", ha aggiunto Bertaux.
“La quantità di vapore acqueo presente oggi nell'atmosfera di Venere sarebbe sufficiente a coprire il pianeta con uno strato liquido profondo 3 centimetri. Se scopriamo che l'acqua pesante - una traccia dell'acqua originale - è massicciamente presente negli strati atmosferici superiori dove può sfuggire più facilmente, che la quantità di acqua in passato potrebbe ben corrispondere a uno strato fino a poche centinaia metri di profondità ", ha concluso Bertaux.
Studiare il processo di fuga atmosferica a Venere è in realtà uno dei principali obiettivi di un altro strumento Venus Express: ASPERA (Analizzatore di plasma spaziale e atomi energetici). Lo strumento ha già rilevato la massiccia fuga di ossigeno e ha tracciato le traiettorie di altri ioni planetari come l'elio caricato singolarmente.
"Questa rilevazione precoce conferma la forte interazione tra l'ambiente solare e l'atmosfera di Venere - un pianeta senza un campo magnetico planetario per proteggerlo dal vento solare in arrivo", ha affermato Stanislav Barabash, ricercatore principale ASPERA, dell'Istituto svedese di fisica spaziale a Kiruna, in Svezia. "Lo studio di questa interazione fornirà importanti indizi sulla complessa serie di meccanismi attraverso i quali i gas atmosferici si perdono nello spazio e sull'influenza che ciò potrebbe aver avuto sul clima di Venere su scale temporali geologiche", ha concluso.
Lo stato del veicolo spaziale
Il 4 luglio 2006 Venus Express ha superato un esame importante. Una commissione dell'ESA ha dichiarato la conclusione della fase di messa in servizio in orbita del veicolo spaziale e ha dichiarato che il veicolo spaziale ha soddisfatto i requisiti per entrare ufficialmente nella fase operativa della sua missione scientifica.
La fase di commissioning di Venus, iniziata il 7 maggio quando Venus Express ha raggiunto la sua orbita finale di 24 ore in tutto il pianeta e si è conclusa il 4 giugno di quest'anno, è una serie di operazioni volte a convalidare le prestazioni del veicolo spaziale e dei suoi sistemi in Venere ambiente, degli strumenti scientifici e di tutti i sistemi e le operazioni di terra.
Il veicolo spaziale e gli strumenti stanno mostrando una buona prestazione generale. Tuttavia, uno degli strumenti a bordo - il Planetary Fourier Spectrometer (PFS) - mostrava un malfunzionamento, che non poteva essere ancora risolto nella serie di tentativi eseguiti finora nello spazio. Lo scanner PFS - lo specchio necessario allo strumento per puntare - è attualmente bloccato in una posizione ravvicinata, impedendo allo spettrometro dello strumento di "vedere" i suoi obiettivi.
Il comitato di revisione della commissione ha approvato una serie di attività e ulteriori test in orbita da svolgere nei prossimi mesi, nonché una serie di indagini indipendenti per esaminare l'origine del problema. Nel frattempo, altri strumenti copriranno alcuni degli obiettivi PFS.
PFS è progettato per misurare la composizione chimica e la temperatura dell'atmosfera di Venere. È anche in grado di misurare la temperatura superficiale e quindi cercare segni di attività vulcanica.
Fonte originale: comunicato stampa ESA
