Venere è sempre stata un po' la strana figliastra nel sistema solare. Le somiglianze con la Terra sono inquietanti: all'incirca le stesse dimensioni, massa e distanza dal sole. Ma i percorsi di sviluppo che i due pianeti hanno finito per prendere sono stati molto diversi, con uno che è stato il luogo di nascita di tutta la vita come la conosciamo e l'altro che è diventato una versione dell'inferno coperta di nuvole e altamente pressurizzata. Quella copertura nuvolosa, in parte costituita da acido solforico, ha anche conferito al pianeta un'aria di mistero. Tanto che gli astronomi all'inizio del XX secolo ipotizzarono che potesse esserci dinosauri vagando in superficie.
Parte di quel mistero si scioglierà se una squadra del Jet Propulsion Laboratory della NASA avrà la possibilità di lanciare la loro nuova idea per una missione sul pianeta, l'emissività di Venere, la scienza radiofonica, l'InSAR, il topografo e la spettroscopia (o VERITAS ) missione.
VERITAS, che significa 'verità' in latino, cercherà di comprendere diverse verità su Venere. Per farlo si affiderà, come tutte le missioni della Nasa, agli strumenti che compongono il suo payload scientifico. Poiché VERITAS è progettato come un orbiter piuttosto che un lander, la sua strumentazione si concentrerà principalmente sul telerilevamento. Ospiterà due strumenti principali, il Venus Emissivity Mapper (VEM) e il Venus Interferometric Synthetic Aperture Radar (VISAR). VERITAS sarà anche in grado di svolgere ulteriori attività scientifiche senza nemmeno aver bisogno di uno strumento autonomo. In un bel pezzo di innovazione ingegneristica, il sistema di telecomunicazione utilizzato dal satellite per inviare i dati alla Terra verrà utilizzato anche per mappare la forza delle variazioni nel campo gravitazionale di Venere.
Un'immagine a falsi colori delle nuvole laterali notturne di Venere nell'infrarosso. Preso dalla navicella Galileo mentre effettuava un sorvolo di Venere. Credito: NASA/JPL
Tuttavia, i campi gravitazionali non sono le uniche variazioni che VERITAS è interessata ad esplorare. Le differenze nella composizione materiale della superficie sono estremamente interessanti per gli scienziati planetari che cercano di capire come lo sviluppo di Venere si sia discostato così tanto da quello della Terra. Tuttavia, per comprendere la composizione materiale della superficie, VERITAS deve essere in grado di scrutare attraverso le nuvole che circondano il pianeta.
Nonostante le apparenze nello spettro della luce visibile, l'atmosfera che circonda Venere è in realtà trasparente a lunghezze d'onda intorno a 1 micron (nel mezzo del infrarossi gamma). VEM è progettato per catturare la luce in questa lunghezza d'onda e quindi sarà in grado di sbirciare attraverso la copertura nuvolosa di Venere fino alla superficie sottostante.
VEM è il successore di diversi strumenti di emissività che avevano precedentemente volato sul Galileo missione e più recentemente la Venus Monitoring Camera (VMC) e il Visible and Infrared Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) che hanno sorvolato il VenusExpress missione nel 2006.
Rappresentazione artistica della missione VenusExpress dell'ESA in orbita. Credito: ESA / D. Ducros
Nonostante il successo di VenusExpress nello scrutare tra le nuvole, gli scienziati non sono stati in grado di analizzare le firme spettrali del materiale che costituisce la superficie di Venere. Come quasi ogni altra cosa sul pianeta, quelle firme sono influenzate dalla temperatura superficiale straordinariamente alta di Venere di 460 gradi Celsius. Le alte temperature hanno distorto le firme spettroscopiche su cui gli scienziati della missione hanno fatto affidamento per identificare correttamente i materiali che stavano osservando. Senza misurazioni che si adattano al cambiamento di luce dovuto al calore estremo, i dati della spettroscopia del materiale sarebbero privi di significato. Per aggirare questo problema, il team che sviluppa il VEM presso il Centro aerospaziale tedesco (DLR) ha utilizzato una tecnica comune nell'esplorazione di pianeti extraterrestri: gli analoghi materiali.
Modellazione analogica è una tecnica ampiamente utilizzata in geologia quando l'accesso ai materiali da testare è difficile o impossibile. Nel caso degli esperimenti di DLR con il VEM, hanno riscaldato materiali simili a quelli che dovrebbero essere trovati su Venere e hanno registrato lo spettro emesso a temperature che si avvicinano a quelle trovate sulla superficie del pianeta. Con quel database di spettroscopia modificato, il team scientifico delle missioni sarà ora in grado di interpretare correttamente i materiali che stanno osservando quando VEM inizierà a raccogliere dati spettrali in orbita.
Una delle poche immagini mai scattate dalla superficie di Venere, dal lander sovietico Venera-13. Credito: USSR ACADEMY OF SCIENCES/NASA, NATIONAL SPACE SCIENCE DATA CENTER/WIKIMEDIA COMMONS
Tuttavia, VEM non raccoglierà solo dati nella lunghezza d'onda del micron. Ha anche una certa sensibilità in altre bande più sintonizzate per rilevare materiali nell'atmosfera di Venere. Questo è in parte per la calibrazione, ma anche per cercare qualsiasi potenziale vapore acqueo vicino alla superficie del pianeta che potrebbe essere sopravvissuto alle temperature estreme e alla radiazione solare costante. Questo tentativo di provare o confutare l'evidenza mineralogica dell'acqua su Venere è uno dei sette obiettivi primari di VERITAS.
Un altro di questi obiettivi è comprendere l'attività tettonica di Venere, ed è qui che VISAR brilla davvero. Lo scopo principale di VISAR è agire come un sensore topografico, dettagliando l'altitudine delle caratteristiche sulla superficie di Venere. Non è il primo strumento a farlo e costruirà il suo modello della topografia di Venere sui dati di altitudine originariamente raccolti dal Magellano navicella spaziale all'inizio degli anni '90. Sebbene quello di Magellano sia stato il primo di questi dati mai raccolto, non era abbastanza dettagliato per rispondere alle domande scottanti che i geologi planetari hanno sulla tettonica di Venere.
Carta topografica attuale di Venere. Credito: US Geological Survey
Queste domande scottanti sono di particolare interesse per Jennifer Whitten, membro del team VERITAS e scienziata planetaria presso la Tulane University. Studia la formazione del vulcanismo su altri mondi e afferma che 'determinare se Venere sta attivamente subendo un'attività vulcanica e capire quale processo lo sta guidando è una delle domande davvero entusiasmanti a cui mi piacerebbe vedere una risposta'.
Sia VEM che VISAR aiuterebbero la dottoressa Whitten ei suoi colleghi a determinare se ci sono effettivamente vulcani attivi sul pianeta. Le misurazioni spettroscopiche di VEM aiuteranno a determinare se ci sono materiali di nuova formazione originariamente fatti di magma, mentre i dati radar di VISAR aiuteranno a determinare se ci sono linee di faglia attive sul pianeta. Le faglie attive fornirebbero una forte evidenza di attività tettonica, e quindi la probabile presenza di vulcani.
Maat Mons viene visualizzato in questa prospettiva tridimensionale generata dal computer della superficie di Venere. Questa immagine Magellan della NASA è stata rilasciata il 22 aprile 1992. Credito: NASA
Basandosi sul set di dati originale di Magellan, VISAR fornirà una risoluzione molto più elevata delle caratteristiche tettoniche. Il team scientifico sta progettando la strumentazione per una risoluzione di 5 m in verticale per 250 m in orizzontale e fornirà i dati di base per la prima mappa di deformazione della superficie attiva del pianeta, con una precisione prevista di 1,5 cm in verticale.
Questi dati ad alta risoluzione porteranno a una nuova comprensione della tettonica delle placche che potrebbe verificarsi su Venere. La combinazione dei dati sulla tettonica con i dati sul vulcanismo e sulla composizione dei materiali consentirà agli scienziati di dipingere un'immagine di come esattamente Venere sia diventata così com'è, e fornire approfondimenti su quali differenze tra la prima formazione di Venere e la Terra abbiano portato a tale drammatico ambienti.
Ilveritasdietro queste differenze rimarranno avvolte nella copertura nuvolosa di Venere a meno che VERITAS non venga selezionato come una delle prossime missioni di classe Discovery della NASA. Il processo di selezione dovrebbe svolgersi nell'aprile del 2021. Se VERITAS viene selezionato, inizierà a sbirciare attraverso il misterioso sudario di Venere quando verrà lanciato nel 2026.
Per saperne di più:
NASA: comunicato stampa
Universo oggi: Articolo originale VERITAS
JPL: Documento che descrive la missione