Tornare ad esplorare Venere: secondo la NASA si può fare

Combattendo contro una pressione atmosferica 92 volte superiore a quella Terrestre, la NASA vuole analizzare Venere per capire come si forma un pianeta.

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Surriscaldato dai gas presenti nell'atmosfera e dall'effetto serra, il clima di Venere era un tempo simile a quello terrestre. In aggiunta a quanto scoperto in questi anni sulla conformazione del suolo, Venere potrebbe anche avere una crosta formata da enormi placche di subduzione, così come la Terra, ovvero zone in cui una placca di crosta del pianeta scivola al di sotto di una seconda placca meno densa.
Esistono dunque alcune analogie tra i due pianeti, ed esiste una missione che si propone di esplorare Venere per ricavarne dati da utilizzare anche per la comprensione di qualsiasi altro pianeta o esopianeta.

Ritornare per capirci di più

La scienziata planetaria Sue Smrekar, nel suo ufficio al Jet Propulsion Laboratory della NASA in California, si sta muovendo per rendere concreta una nuova missione su Venere. Nell'immagine che segue si può apprezzare una rappresentazione della superficie di Venere di 30 anni fa, realizzata in 3D tramite i dati raccolti dalla navicella spaziale Magellan, un promemoria di quanto tempo è passato da quando una missione americana ha orbitato attorno al pianeta.
L'immagine rivela un paesaggio infernale: una superficie giovane con più vulcani di qualsiasi altro corpo nel sistema solare, gigantesche fratture, alte catene montuose e temperature abbastanza calde da liquefare il piombo.

Venere rappresenta un buon termine di paragone con la Terra. Gli scienziati ritengono che entrambe abbiano iniziato la loro "vita" con la stessa composizione, la stessa quantità d'acqua e anidride carbonica, per poi seguire due evoluzioni completamente diverse. Smrekar lavora con il Venus Exploration Analysis Group (VEXAG), una coalizione di scienziati e ingegneri che studia piani per rivisitare il pianeta che Magellan ha mappato tanti decenni fa.

Sebbene i loro approcci siano diversi, il gruppo concorda sul fatto che Venere potrebbe dirci qualcosa di estremamente importante per il nostro pianeta: cosa è successo al suo clima surriscaldato e come può essere utile per la comprensione dello sviluppo della vita sulla Terra?
Nell'immagine che segue, uno scatto che ritrae la sonda Magellan, una grande pioniera dell'esplorazione spaziale.


Una missione impegnativa

Venere non è il pianeta più vicino al Sole, ma è il più caldo nel nostro sistema solare. Caratterizzato da temperature estremamente alte (480 gradi Celsius), nuvole corrosive sulfuriche e un'atmosfera 90 volte più densa di quella terrestre, atterrare con un velivolo spaziale risulterebbe incredibilmente impegnativo. Delle nove sonde sovietiche che hanno realizzato l'impresa, nessuna è riuscita a sopravvivere per più di 127 minuti.
Dalla relativa sicurezza che si ha nello spazio, un orbiter potrebbe usare radar e la spettroscopia a infrarossi per scrutare al di là degli strati di nuvole, misurare irregolarità del suolo che magari variano nel tempo e determinare se il terreno sia in movimento o meno. Nell'immagine che segue, una scansione della superficie di venere ottenuta durante la missione Magellan di 30 anni fa.

Una sonda potrebbe cercare indicatori riconducibili alla presenza di acqua, attività vulcanica e altri fattori climatici, geologici o ambientali che potrebbero aver plasmato il pianeta nei milioni di anni addietro. Studiando Venere, gli scienziati hanno potuto imparare molto sugli esopianeti, nonché sul passato, presente e possibile futuro del nostro. Il video seguente racchiude in forma grafica alcuni punti salienti di quanto detto fino ad ora.

Alla ricerca della VERITAS

La dottoressa Smrekar sta lavorando a una proposta di missione orbitale chiamata VERITAS e ritiene che Venere non abbia una vera attività tettonica come quella della Terra. Essa però vede possibili accenni di subduzione, ovvero il movimento per cui due porzioni della parte più esterna del mantello di Venere convergono con una zolla che scorre sotto l'altra. La verità è che si sa ancora molto poco sulla composizione della superficie di Venere, ma si ritiene che ci siano continenti, come sulla Terra, che potrebbero essersi formati attraverso la subduzione avvenuta milioni di anni fa. Tuttavia non si è ancora in possesso di sufficienti dati per stabilirlo concretamente.
Avere risposte a questi interrogativi non solo migliorerebbe la nostra comprensione del perché Venere e la Terra siano così diverse, ma potrebbero restringere le condizioni di cui gli scienziati hanno bisogno per trovare altrove un pianeta simile alla Terra.

Mongolfiere

Gli orbiter non sono l'unico mezzo per studiare Venere dall'alto. Gli ingegneri del JPL Attila Komjathy e Siddharth Krishnamoorthy hanno teorizzato una flotta di mongolfiere capaci di cavalcare i venti di burrasca nei livelli superiori dell'atmosfera di Venere, dove le temperature sono vicine a quelle terrestri.
Attualmente non esiste un'effettiva missione finanziata per far volare palloni aerostatici su Venere, l'idea rimane comunque ottima perché l'atmosfera è sì inospitale, ma permette anche di usufruire di in un ambiente molto più favorevole rispetto al suolo.
Tale ambiente consente ai sensori di durare abbastanza a lungo da poter coprire un lasso temporale utile alla raccolta di dati su temperatura, pressione, densità e variazioni di queste grandezze. E persino i "terremoti".

Il team equipaggerebbe i palloncini con sismometri abbastanza sensibili da rilevare i terremoti sul pianeta sottostante, anche non poggiando direttamente sulla superficie. Come? Sulla Terra, quando la terra trema, quel movimento perturba anche l'atmosfera generando così onde molto deboli.
Krishnamoorthy e Komjathy hanno dimostrato che questo fenomeno può essere rilevato utilizzando particolari palloni aerostatici, che misurano i deboli segnali originatisi come movimenti sussultori e che si sono trasformati in onde estremamente deboli.

Terremoti d'aria

Nella densa atmosfera di Venere, un movimento sussultorio della terra restituirebbe risultati ancora più forti e chiari, poiché la massa di gas che la compone si muoverebbe con molta più consistenza, proprio a causa della maggiore densità del fluido.
Inoltre, non si può fare a meno di notare una somiglianza con le conformazioni nuvolose presenti qui sulla Terra; guardate l'immagine che segue: la protagonista della foto è Venere.

Per ottenere quei dati sismici, tuttavia, una missione "in mongolfiera" dovrebbe far fronte ai forti venti che imperversano nell'atmosfera di Venere. L' "ideal balloon", così chiamato dal Venus Exploration Analysis Group, potrebbe essere in grado di stabilizzare il suo moto in almeno una direzione.
La squadra di Krishnamoorthy e Komjathy non è ancora giunta a questo livello di controllo, ma hanno proposto una via di mezzo: avere palloni incapaci di governare il proprio moto ma capaci di sfruttare i venti sul pianeta per ottenere una velocità costante, restituendo poi i dati raccolti ad un orbiter operativo poco oltre l'atmosfera di Venere.

Bisogna atterrare

Tra le molte sfide che un lander deve affrontare nell'approccio all'atterraggio su Venere, le nubi rappresentano una delle più insidiose: ad esempio, senza luce solare la quantità di energia immagazzinabile nelle batterie del lander sarebbe fortemente limitata. Ma il pianeta è troppo caldo per sfruttare altre fonti di energia. Eventuali batterie andrebbero poi isolate a regola d'arte perché con le alte temperature andrebbero in surriscaldamento istantaneo.
Per impostazione predefinita, la durata di una missione di atterraggio viene interrotta dall'elettronica del veicolo spaziale che inizia a guastarsi dopo alcune ore. Inoltre la quantità di energia richiesta per far funzionare un sistema refrigerante in grado di proteggere un veicolo spaziale richiederebbe più batterie di quelle che un lander potrebbe trasportare.

La NASA (che recentemente ha condotto con successo un test su di un serbatoio alto come un palazzo) è interessata allo sviluppo di tecnologia capace di sopravvivere giorni o addirittura settimane in ambienti estremi. Sebbene tutti i precedenti progetti non siano riusciti a superare le fasi di approvazione, molte delle idee proposte sono confluite nella realizzazione di un nuovo sistema di perforazione e di campionamento resistente al calore che potrebbe prelevare campioni di suolo venusiano per l'analisi nei laboratori terrestri.
Il tutto andrebbe ovviamente protetto da scudi termici per far fronte alle condizioni del pianeta, caratterizzato da una atmosfera formata da quasi il 100% di anidride carbonica. Sono stati condotti alcuni test con qualche piccolo successo, e ad ogni test superato, gli scienziati avvicinano l'umanità sempre più avanti verso l'effettiva esplorazione di questo pianeta inospitale.

Crediti immagini: NASA / JPL-Caltech