La NASA cerca acqua su Venere

Gli esperti sono sicuri che in passato sul secondo pianeta del Sistema solare sia esistita una grande quantità di acqua, tanto da formare oceani, laghi e fiumi. Il Venus Spectral Rocket è stato lanciato ieri e per 8 minuti, a un'altitudine di 110 km, ha osservato la parte più altra dell'atmosfera venusiana in cerca di idrogeno e deuterio (alla base della formula chimica dell'acqua).

È passata solo una settimana dal lancio diMAVEN, la nuova sonda che orbiterà fra nove mesi attorno a Marte, e la NASA ha già mandato in orbita un razzo per studiare l’atmosfera di Venere. Si chiama Venus Spectral Rocket (VeSpR) ed è stato lanciato ieri dalla base di White Sands.

Perché due lanci così ravvicinati? Kelly Fast, ricercatrice anche del progetto MAVEN, ha detto che “è appropriato che le due sonde siano state lanciate a una distanza di tempo ravvicinata proprio perché entrambe studieranno l’atmosfera di un pianeta”. L’unica differenza è che, mentre MAVEN orbiterà attorno al Pianeta rosso, VeSpR rimarrà sopra la Terra.

VeSpR è un sistema a due fasi che combina un missile Terrier – originariamente costruito come un missile terra-aria e poi riproposto per sostenere le missioni scientifiche – e un razzo Black Brant Mk1 al cui interno è stato montato un telescopio. L’integrazione dei due razzi è stata realizzata presso la NASA Wallops Flight Struttura in Virginia. La sonda ha analizzato l’atmosfera di Venere tramite iraggi ultravioletti emessi dal pianeta stesso. In questo modo gli esperti potranno ricostruire buona parte della storia di Venere.

Questo tipo di rilevamenti sono stati finora impossibile con le strumentazioni a terra perché la nostra atmosfera assorbe la maggior parte dei raggi UV provenienti dallo spazio. Proprio per questo motivo il razzo ha portato la sonda a 110 chilometri da altezza dalla superficie terrestre, dove la nostra atmosfera è decisamente più sottile.

Cosa cercano gli esperti della NASA? I ricercatori sanno che l’atmosfera di Venere contiene una piccola quantità di acqua, ma sono convinti che in passato sul pianeta ce ne fosse tanta da formare un oceano. Per questo il team cercherà di determinare se l’acqua si trovi solo negli strati alti dell’atmosfera (dove le temperature sono decisamente inferiori) o sia evaporata dalla superficie del pianeta nel corso di migliaia di anni. Gli studiosi ipotizzano che possano essere esistiti fiumi, laghi e, addirittura, acqua allo stato solido (quindi ghiaccio).

La chiave della ricerca sta tutta nella quantità di idrogeno e deuterio (una versione più pesante dell’idrogeno) che è rimasta nell’atmosfera. Entrambi, ovviamente, in presenza di ossigeno possono creare l’acqua sia sotto forma di H2O che come HDO. La ricerca non sarà facile perché i raggi UV provenienti dal vicino Sole hanno perlopiù sbrindellato l’atmosfera venusiana e proprio perché le molecole di idrogeno sono leggere sono anche le più volatili. I ricercatori hanno scoperto che la quantità di idrogeno e deuterio possono variare a diverse altezze nell’atmosfera, il che potrebbe cambiare i loro calcoli. Per risolvere l’incertezza, VeSpR farà misurazioni in particolare nella parte alta dell’atmosfera.

La NASA in passato aveva già provato a studiare l’atmosfera di Venere con la missione del 1978 Pioneer. Già allora gli studiosi avevano ipotizzato la presenza di acqua in abbondanza sul pianeta. Adesso si cercano prove certe. Il telescopio montato su VeSpR ha osservato il pianeta per 8 minuti e i dati sono stati trasmessi in tempo reale sulla Terra. Il razzo poi è stato recuperato con un paracadute e verrà utilizzato per successioni osservazioni in orbita attorno al nostro pianeta.

A cura di Eleonora Ferroni

Fonte: http://www.media.inaf.it/2013/11/26/la-nasa-cerca-lacqua-su-venere/

Venere visto dai radar

L'immagine di alcuni dei cosiddetti "vulcani a frittella" di Venere, ricostruiti al computer dai dati radar della storica sonda Magellan. Un esempio di come i radar ad apertura sintetica (SAR) abbiano rivoluzionato gli studi interplanetari.

Come fotografare un pianeta così caldo e con una pressione atmosferica così alta (circa 90 volte quella terrestre) da non permettere a una sonda di sopravvivere per più di qualche minuto sulla sua superficie? E come realizzarne mappe dall’orbita, penetrando un’atmosfera densissima che ricopre il paesaggio come una coltre assolutamente opaca alle lunghezze d’onda dell’ottico?
Il pianeta in questione è Venere.
E la risposta ai seri problemi degli scienziati si chiama radar. Lo dimostra la preziosa immagine di oggi, che ritrae alcuni dei cosiddetti “vulcani a frittella” del pianeta, ricostruita al computer grazie ai dati raccolti dalla storica sonda Magellan negli anni ’90.

Magellan ha orbitato intorno al pianeta Venere tra il 1990 e il 1994. Nei suoi 4 anni di lavoro, la sonda ha completato la mappatura del 98% della superficie con una risoluzione di circa 100m, producendo quella che è nota come la prima mappa che permette di guardare attraverso le nubi del misterioso pianeta.

Questo obiettivo, fantascientifico fino a quel momento, venne raggiunto tramite l’uso di un Radar ad apertura sintetica, anche detto SAR, uno strumento oggi utilizzato nell’esplorazione planetaria per determinare la topografia e la composizione del suolo e del sottosuolo (come per il radar a bordo della Cassini-Huygens che ha recentemente identificato oceani di metano su Titano; o il radar MARSIS che sta rivelando presenza di ghiaccio nel sottosuolo di Marte). Rimanendo più vicino a noi, i SAR vengono oggi utilizzati anche per osservare la Terra dallo spazio, con applicazioni di tipo geofisico, archeologico e ambientale (come per i satelliti di COSMO-SkyMed, il programma italiano di osservazione della Terra).

Tornando agli anni ’90, grazie alla tecnologia radar, Magellan porta alla luce molte caratteristiche interessanti del pianeta Venere e della sua geologia. Come per esempio i grandi “circular domes” o più prosaicamente “vulcani a frittella”, di cui un esempio è ricostruito in 3D nell’immagine di oggi. Per dare un’idea delle dimensioni, la collina al centro dell’immagine (a falsi colori) misura 35 km di diametro e 750m di altitudine e la sua dimensione verticale è stata esagerata di circa 5 volte per renderla ben visibile. Diversi studi (suffragati anche dai dati della più recente missione Venus Express e dello strumento italiano VIRTIS) suggeriscono che queste strane strutture siano di origine vulcanica, ovvero l’interpretazione venusiana dei più noti vulcani terrestri. La forma è probabilmente imputabile alle condizioni di altissima pressione che, durante l’eruzione, schiaccerebbero al suolo la lava generando la tipica -e quanto mai strana- “frittella”.

A cura di Livia Giacomini

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130627140803.htm

Foto:
La superficie di Venere ricostruita da dati radar della missione Magellan. Crediti: E. De Jong et al. (JPL), MIPL, Magellan Team, NASA

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Venti In Aumento Su Venere

I dati della sonda ESA Venus Express mostrano che in sei anni i venti che muovono le nubi di Venere sono passati da 300 a 400 km all'ora. Le cause non sono chiare.

Già sembravano velocissimi sette anni fa, quando la sonda Venus Express raggiunse l’orbita di Venere. Ma da allora i venti che percorrono l’atmosfera del pianeta sono aumentati costantemente, come rivela l’ultima analisi dettagliata dei movimenti delle nuvole condotta proprio da quella stessa missione. Nei sei anni terrestri (corrispondenti a 10 anni venusiani) coperti dall’analisi, la velocità media dei venti misurati sopra le nuvole, a latitudini di 50 gradi sopra e sotto l’equatore, è passata da 300 km all’ora a 400 km all’ora. Lo dimostrano due studi separati, entrambi basati sui dati di Venus Express, pubblicati su Icarus l’uno e su The Journal of Geophysical Research l’altro.

La rapida rotazione dell’atmosfera è una delle caratteristiche più peculiari di Venere: essa fa un giro completo attorno al pianeta in quattro giorni terrestri, mentre la rotazione del pianeta stesso richiede 243 giorni terrestri.

Gli autori dell’articolo su Icarus, guidati da Igor Khatuntsev dello Space Research Institute di Mosca, hanno misurato il movimento delle strutture nuvolose più riconoscibili nelle immagini di Venus Express: un lavoraccio, visto che hanno dovuto seguire a mano, frame per frame oltre 45 000 nuvole (altre 350 000 le hanno fatte tracciare automaticamente da un programma al computer). L’altro gruppo, giapponese, ha utilizzato un diverso sistema di tracciamento delle nuvole per calcolare la velocità dei venti che le spostano. Le due analisi concordano e fissano la velocità media a 400 km all’ora.

“E’ un aumento enorme di velocità che erano già molto alte. Una variazione così grande non si era mai osservata su Venere, e non capiamo perché sia avvenuta” ammette Khatuntsev.

Accanto all’aumento della velocità media sul lungo periodo, gli autori hanno però misurato anche variazioni regolari sul breve termine, dovute alle diverse fasi del giorno, l’altezza del Sole sull’orizzonte e la rotazione del pianeta. In particolare, c’è un’oscillazione regolare che si verifica ogni 4,8 giorni nelle zone equatoriali, probabilmente collegata a onde atmosferiche che si verificano a bassa quota.

A cura di Nicola Nosengo

Foto
Esempi di tracking di nuvole su Venere (from Khatuntsev et al, Cloud level winds from the Venus Express Monitoring Camera imaging, Icarus (2013); doi: 10.1016/j.icarus.2013.05.018)

Fonte:
http://www.media.inaf.it/2013/06/18/su-venere-il-vento-soffia-sempre-piu/

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Vortici Caotici Sui Poli di Venere

Uno studio dettagliato del Vortice Polare Sud di Venere ci mostra un ciclone molto più caotico e imprevedibile di quanto si pensasse. L'analisi rivela che il centro di rotazione del vortice si aggira attorno al polo, in modo diverso a diversi livelli di altitudine tra le nuvole di Venere. Nella sua passeggiata intorno al Polo, in strati separati da 20 km, il vortice ha imprevedibili cambiamenti nella sua morfologia.

Lo studio, intitolato "La caotica vita del vortice al polo sud di Venere" ha utilizzato le immagini a infrarossi dallo strumento VIRTIS a bordo della sonda dell'Agenzia Spaziale Europea Venus Express. VIRTIS fornisce immagini spettrali nei diversi livelli dell'atmosfera e permette l'osservazione delle nubi inferiori e superiori di Venere.

I Vortici atmosferici sono comuni nelle atmosfere dei pianeti del Sistema Solare, anche se hanno comportamenti diversi. Venere è un pianeta simile alla Terra per dimensioni, ma molto differente in altri aspetti. Esso ruota lentamente attorno al proprio asse, con un giorno equivalente a 243 giorni terrestri e gira in direzione opposta alla Terra. La sua densa atmosfera di anidride carbonica, con pressioni di superficie di 90 volte quella della Terra, provoca un effetto serra galoppante che aumenta le temperature di superficie fino a 450 ºC. Tra i 45 e i 70 km sopra la superficie c'è uno strato denso di nuvole di acido solforico che copre completamente il pianeta e si muove a una velocità di 360 chilometri all'ora in un fenomeno denominato "super rotation", dove l'atmosfera ruota più velocemente rispetto alla superficie del pianeta.
L'origine di questo effetto è ancora sconosciuto.

Nei poli di Venere, la circolazione atmosferica forma vortici intensi e permanenti che cambiano forma e dimensione su una base quotidiana. Nella nuova analisi pubblicata, i ricercatori riferiscono che i venti del vortice, che sono stati monitorati attraverso lo studio di immagini ottenute dall'orbiter Venus Express, cambiano direzione caoticamente di giorno in giorno.
Questa natura imprevedibile dei vortici polari di Venere li rendono diversi dai vortici polari trovati su altri pianeti, come la Terra e Saturno, che sono molto più stabili e prevedibili.
Il grande ciclone si estende verticalmente nell'atmosfera di Venere di oltre 20 chilometri, attraverso una regione altamente turbolenta, le nuvole permanenti.

Tuttavia, i centri di rotazione sono su due livelli di altitudine differenti (42 e 62 km sopra la superficie) e non sono allineati, vagando attorno al polo sud del pianeta senza alcun modello stabilito a velocità fino a 55 chilometri all'ora.

Lo studio rileva inoltre che anche quando la media dei venti trasversali sono approssimativamente alla stessa ai due altitudini, c'è ancora un forte gradiente verticale, con venti crescenti di ben tre chilometri all'ora per ogni chilometro di altezza e con possibili instabilità atmosferici.
I vortici sono alimentati dalla super rotation atmosferica e sono intrappolati nelle regioni polari da un ampio e poco profondo collare di aria fredda a latitudini subpolari.

L'occhio al centro del vortice è su una superficie media di 2200 km per 1400 km. Nonostante anni di osservazioni, non è possibile spiegare perché il vortice è variabile sufficientemente ad alterare la sua forma in un solo giorno, o rimanere stabile per settimane.

Così, assieme all'origine della super rotation atmosferica, l'identificazione di una misteriosa fonte di assorbimento nell'ultravioletto fra le nuvole, i vortici polari di Venere sono uno dei grandi misteri del nostro pianeta gemello.

Questo studio contribuirà ad una spiegazione più precisa del vortice e il suo rapporto con la superrotation atmosferica.

Traduzione A cura di Arthur McPaul

Foto in alto:
Il Vortice Polare Sud di Venere cambia la sua forma giorno per giorno. I pannelli superiore della figura mostrano le nuvole superiori a 63 km dalla superficie ed i pannelli inferiori presentano il vortice come osservato nelle nuvole inferiori al livello di altitudine di 42 km. (Credit:. ESA / VIRTIS / INAF-IASF / Obs de Paris-LESIA/Universidad del País Vasco (I. Garate-Lopez))

Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/03/130324152140.htm

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Venere: analogia dei fulmini atmosferici con la Terra

Nonostante le grandi differenze tra le atmosfere di Venere e della Terra, gli scienziati hanno scoperto che meccanismi molto simili produrrebbero fulmini sui due pianeti. I tassi di scarico, l'intensità e la distribuzione spaziale dei fulmini sono comparabili, in tal modo gli scienziati sperano di poter capire meglio la chimica, la dinamica e l'evoluzione delle atmosfere dei due pianeti.

I risultati sono stati presentati dal Dott. Christopher Russell al Planetary Science Congress europeo di Roma.
Le prime missioni, come gli orbiter russi Venera e le sonde Pioneer, Venus Orbiter e più recentemente la sonda Galileo, hanno trasmesso onde elettromagnetiche e immagini ottiche da Venere, della presenza di fulmini.
Ciò è stato confermato anche dai telescopi a terra che hanno catturato l'illuminazione lampeggiante dei fulmini su Venere.
Eppure, le differenze tra le due atmosfere hanno indotto alcuni ad affermare che i fulmini su Venere fossero assai improbabili.
Il lancio di Venus Express con il magnetometro costruito dalla Space Research Institute di Graz, in Austria, ha fornito una grande opportunità per confermare in modo inequivocabile la presenza di lampi su Venere e di studiare in dettaglio il suo campo magnetico ad altitudini tra i 200 ei 500 km.

"Brevi impulsi di forza del segnale che dovrebbero essere stati prodotti da un fulmine sono stati visti quasi subito dopo l'arrivo su Venere, nonostante l'orientamento sfavorevole del campo magnetico per l'ingresso dei segnali nella ionosfera di Venere all'altitudine delle misurazioni di Venus Express", spiega Russell dell'Università della California, USA.

Le onde elettromagnetiche che il dottor Russell e la sua squadra hanno osservato sono fortemente guidate dal campo magnetico di Venere e possono essere rilevate solo attraverso la sonda, quando il campo magnetico si inclina orizzontalmente, di oltre 15 °.

Questo è ben diverso dalla situazione sulla Terra, dove i segnali dei fulmini sono aiutati, nel loro ingresso nella ionosfera, dal campo magnetico quasi verticale.
Quando si formano le nubi, sulla Terra o su Venere, l'energia che il Sole ha depositato in aria può essere abbandonata in una scarica elettrica molto potente. Quando le nubi di particelle si scontrano, con il trasferimento di carica elettrica da particelle più grandi a quelle più piccole e le particelle più grandi cadono, mentre le particelle piccole vengono spostate verso l'alto, la separazione porta ai colpi di fulmine.

Questo processo è molto importante per un ambiente planetario, perché fa aumentare la temperatura e la pressione di una piccola porzione di atmosfera ad un valore molto alto, favorendo la formazione di alcune importanti molecole che altrimenti non potrebbero a temperature e pressioni standard. È per questo che alcuni scienziati hanno ipotizzato che il fulmine potrebbe aver contribuito al sorgere della vita sulla Terra.

Sul nostro pianeta si verificano circa 100 fulmini al secondo, analogamente, su Venere non vediamo l'intero pianeta e dobbiamo stimare il tasso di incidenza totale con alcune ipotesi. Grazie al nuovo set di dati di Venus Express, il dottor Russell e colleghi hanno potuto dimostrare che il fulmine è simile in forza a quello della Terra alle quote stesse.

"Abbiamo analizzato i lampi sulla Terra per 3,5 anni e su Venere utilizzando i dati a bassa quota di Venus Express (10 minuti al giorno). Mettendo a confronto le onde elettromagnetiche prodotte presso i due pianeti, abbiamo riscontrato forti segnali magnetici su Venere, ma una volta convertiti in flussi di energia li abbiamo trovati molto simili come forza" spiega il dottor Rusell.

Inoltre sembra che il fulmine è più diffuso sulla faccia illuminata che su quella buia e accade più spesso a basse latitudini, dove l'ingresso con l'atmosfera del pianeta col vento solare è più forte.

"Venere e la Terra sono spesso chiamati pianeti gemelli a causa delle loro dimensioni analoghe, la massa, e la struttura interna. La generazione atmosferica dei fulmine è un altra analogia che rende simili i due pianeti", conclude il dottor Russell.

a cura di Arthur McPaul

Link
"http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100922183006.htm"