Esta figura muestra el pico volcánico Idunn Mons en el área de Imdr Regio de Venus, derivado de datos obtenidos por la nave espacial Magellan de la NASA y la nave espacial Venus Express de la ESA. NASA / JPL-Caltech / ESA Por décadas, la exploración de nuestro sistema solar dejó uno de nuestros planetas vecinos, Venus, en gran parte inexplorado. Ahora, Las cosas están a punto de cambiar.
En el último anuncio del programa de exploración del sistema solar de la NASA, Se ha dado luz verde a dos misiones, y ambas están destinadas a Venus. Las dos ambiciosas misiones se lanzarán entre 2028 y 2030.
Esto marca un cambio considerable en la dirección de la división de ciencia planetaria de la NASA, que no ha enviado una misión al planeta desde 1990. Es una noticia emocionante para los científicos espaciales como yo.
Venus es un mundo hostil. Su atmósfera contiene ácido sulfúrico y la temperatura de la superficie es lo suficientemente alta como para derretir el plomo. Pero no siempre ha sido así. Se cree que Venus comenzó de manera muy similar a la Tierra. ¿Entonces qué pasó?
Mientras que en la Tierra, el carbono está atrapado principalmente en las rocas, en Venus se ha escapado a la atmósfera, lo que lo convierte en aproximadamente un 96 por ciento de dióxido de carbono. Esto ha provocado un efecto invernadero desbocado, empujando las temperaturas de la superficie hasta 750 kelvin (470 grados Celsius o 90 grados Fahrenheit).
La historia del planeta lo convierte en un lugar excelente para estudiar el efecto invernadero y aprender a gestionarlo en la Tierra. Podemos usar modelos que trazan los extremos atmosféricos de Venus, y comparar los resultados con lo que vemos en casa.
Pero, las condiciones extremas de la superficie son una de las razones por las que las misiones de exploración planetaria han evitado Venus. La alta temperatura significa una presión muy alta de 90 bares (equivalente a aproximadamente un kilómetro bajo el agua) que es suficiente para aplastar instantáneamente a la mayoría de los módulos de aterrizaje planetarios. Puede que no sea una sorpresa luego, que las misiones a Venus no siempre han salido según lo planeado.
Los hemisferios norte y sur de Venus revelados por más de una década de investigaciones de radar que culminaron en la misión Magellan de la NASA de 1990-1994. NASA / JPL / USGS La mayor parte de la exploración realizada hasta ahora fue realizada por la entonces Unión Soviética entre las décadas de 1960 y 1980. Hay algunas excepciones notables, como la misión Pioneer Venus de la NASA en 1972 y la misión Venus Express de la Agencia Espacial Europea en 2006.
El primer aterrizaje ocurrió en 1970, cuando el Venera 7 de la Unión Soviética se estrelló debido al derretimiento del paracaídas. Pero logró transmitir 20 minutos de datos a la Tierra. Las primeras imágenes de la superficie fueron tomadas por Venera 9, seguido de Veneras 10, 13 y 14.
La primera de las dos misiones seleccionadas de la NASA se conocerá como Davinci + (un acortamiento de la Atmósfera Profunda de Venus Investigaciones de gases nobles, Química e Imagen). Incluye sonda de descenso, lo que significa que se dejará caer a través de la atmósfera, tomando medidas sobre la marcha. El descenso tiene tres etapas con la primera investigando todo el ambiente.
La sonda observará la composición de la atmósfera en detalle, proporcionando información sobre cada capa a medida que cae. Sabemos que el ácido sulfúrico está confinado a las capas de nubes a unos 50 kilómetros (30 millas) de altura, y sabemos que la atmósfera es 97 por ciento de dióxido de carbono. Pero el estudio de oligoelementos puede proporcionar información sobre cómo terminó la atmósfera en este estado. La segunda etapa buscará altitudes más bajas para medir las propiedades climáticas, como la velocidad del viento, temperatura y presión en detalle.
La última etapa toma imágenes de superficie en alta resolución. Si bien esto es muy común en Marte, siempre ha sido un desafío en Venus. La capa de nubes gruesas significa que la luz visible se refleja, por lo que observar desde la Tierra o desde la órbita no es práctico. Las intensas condiciones de la superficie también significan que los rovers no son prácticos. Una sugerencia ha sido una misión en globo.
Tenemos una imagen de baja resolución de la superficie de Venus, gracias a la misión Magellan de la NASA en 1990, que mapeó la superficie usando radar. La sonda Davinci tomará imágenes de la superficie utilizando luz infrarroja durante su descenso. Estas imágenes no solo permitirán una mejor planificación para futuras misiones, sino que también ayudarán a los científicos a investigar cómo se formó la superficie.
La segunda misión se llama Veritas, abreviatura de Venus Emissivity, Ciencia de la radio, InSAR, Topografía y espectroscopia. Esta será una misión planetaria más estándar. El orbitador llevará dos instrumentos a bordo para mapear la superficie, complementando las observaciones infrarrojas detalladas de Davinci.
El primero de ellos es una cámara que observa en un rango de longitudes de onda. Puede ver a través de las nubes venusinas para investigar la composición atmosférica y del suelo. Esta tarea es muy difícil, ya que la temperatura de la superficie hace que la luz reflejada tenga un rango muy amplio de longitudes de onda. Veritas compensará esto utilizando técnicas que se utilizan a menudo para estudiar las atmósferas de los exoplanetas.
La cámara de longitud de onda también buscará señales de vapor de agua. La misión Venus Express mostró que los principales elementos que escapan de la atmósfera de Venus son el hidrógeno y el oxígeno, así que si hay algo de agua, será en pequeñas cantidades, o profundo debajo de la superficie.
El segundo instrumento es un radar y utiliza una técnica ampliamente utilizada en satélites de observación de la Tierra. Un receptor de radio activo muy grande, importante para imágenes de alta resolución, se simula utilizando pulsos de radio apuntados en diferentes ángulos frente a la nave espacial. Las imágenes de radar de alta resolución crearán un mapa más detallado para investigar la evolución de la superficie de Venus, así como determinar si existe alguna actividad tectónica o volcánica.
Imagen de la NASA del tránsito de Venus a través de la faz del sol, capturado el 5 de junio, 2012. Este evento ocurre en parejas con ocho años de diferencia que están separados entre sí por 105 o 121 años. El próximo tránsito no ocurrirá hasta 2117. NASA / Goddard Estas misiones también podrían agregar evidencia a la teoría de que la superficie de Venus se derritió y reformó por completo hace 500 millones de años. Esto surgió para explicar la falta de impactos de meteoritos en la superficie, pero hasta ahora no se ha encontrado evidencia de una capa de lava volcánica que resultaría de tal resurgimiento.
Es emocionante que la NASA haya orientado la visión de su misión planetaria hacia Venus. Para cualquier astronauta en ciernes, me temo que la posibilidad de enviar un humano allí pronto es inexistente. Pero, la información que se puede obtener de la hermana mayormente olvidada de la Tierra será de gran valor para comprender nuestro mundo.
Ian Whittaker es profesora titular de física en la Universidad de Nottingham Trent en Nottingham, Inglaterra.
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