Venere: perché ci stiamo tornando

Marte si prende tutta la gloria. Per decenni, la comunità spaziale ne ha parlato, ha inviato rover e ha sognato colonie umane.

Ora è evidente un cambiamento nelle priorità dell’esplorazione planetaria. Venere, la gemella infuocata della Terra, sta tornando alla ribalta. Venere è un inferno. La sua temperatura superficiale raggiunge i 464 °C, abbastanza calda da fondere il piombo. La pressione atmosferica è 92 volte quella terrestre. Dense nubi di acido solforico avvolgono il pianeta.

Venere è fondamentale. È il pianeta più vicino alla Terra, quasi identico per dimensioni e massa. Offre una lezione lampante sull’evoluzione planetaria. Comprendere Venere potrebbe insegnarci qualcosa sul futuro climatico della Terra. Potrebbe anche aiutarci a trovare esopianeti abitabili.

Le prime missioni raccolsero dati di base. Il programma sovietico Venera fece atterrare sonde su Venere negli anni ‘70 e ‘80. Queste rimandarono immagini fugaci prima di cedere al calore e alla pressione. La missione Magellan della NASA mappò il 98% della superficie di Venere nei primi anni ‘90 utilizzando il radar. Imparammo a conoscere le sue vaste pianure, montagne e vulcani. Ma le condizioni estreme impedirono di raccogliere molte informazioni direttamente dalla superficie.

Nuove missioni esploreranno Venere

La NASA ha annunciato due nuove missioni su Venere nel giugno 2021. La DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) sarà lanciata intorno al 2029. Invierà una sonda attraverso la densa atmosfera di Venere. La sonda analizzerà i gas atmosferici. Catturerà anche immagini ad alta risoluzione delle regioni a tessera del pianeta. Queste sono antiche e complesse caratteristiche geologiche. Il dottor James Garvin, responsabile scientifico di DAVINCI+, ha dichiarato che la missione mira a comprendere la storia passata dell’acqua su Venere.

Gli scienziati planetari, tra cui la dottoressa Lori Glaze, Direttrice della Divisione di Scienze Planetarie della NASA, sono convinti che Venere un tempo avesse oceani e tettonica a placche. DAVINCI+ misurerà i gas nobili e i gas traccia. Queste misurazioni potrebbero dirci se Venere ha mai avuto acqua. La sonda studierà anche gli strati atmosferici.

La seconda missione NASA, VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy), sarà anch’essa lanciata intorno al 2029. È un orbiter. VERITAS mapperà la superficie di Venere con grande dettaglio. Userà il radar per creare mappe globali 3D. Questo mostrerà se Venere è ancora geologicamente attiva. La dottoressa Suzanne Smrekar, responsabile scientifico di VERITAS, ha spiegato che la missione sarà in grado di rilevare vulcani attivi. Cercherà anche segni di tettonica a placche passata.

Un lander Venera, come questo, faceva parte del programma sovietico che realizzò i primi atterraggi riusciti su Venere negli anni '70 e '80. Queste sonde rimandarono le uniche immagini dirette dalla superficie rovente e ad alta pressione di Venere prima di soccombere alle condizioni estreme. (Fonte: reddit.com)

L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha anche finanziato il suo orbiter EnVision nel 2021. EnVision sarà lanciato nei primi anni 2030. Ha diversi strumenti, tra cui un radar altimetrico. Questo altimetro penetrerà la superficie per studiarne il nucleo. EnVision monitorerà anche i gas traccia nell’atmosfera. Questi gas potrebbero indicare attività geologica. Queste missioni mostrano uno sforzo internazionale coordinato. Risponderanno a interrogativi fondamentali su Venere.

Costruire tecnologia per un mondo infernale

Costruire sonde per Venere richiede ingegneria estrema. Nuovi approcci dimostrano grande ingegnosità. L’elettronica tradizionale basata sul silicio cede rapidamente al calore di Venere. Dura solo pochi minuti sulla superficie. Gli ingegneri stanno ora sviluppando “elettronica calda” per resistere a queste condizioni.

Il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA guida questo sforzo. Stanno sperimentando semiconduttori al carburo di silicio. Questi materiali possono operare a centinaia di gradi Celsius. Il dottor Philip Neudeck, ricercatore principale presso il NASA Glenn Research Center, ha sviluppato circuiti. Questi circuiti operano a 500 °C per migliaia di ore. Tale tecnologia è essenziale per missioni di superficie di lunga durata.

Un altro approccio utilizza “sistemi di raffreddamento” per i lander. Alcuni concetti suggeriscono di usare azoto liquido per raffreddare gli strumenti. Questo estenderebbe la loro vita a ore, non minuti. La missione Venera-D, una proposta di collaborazione congiunta USA-Russia, sta valutando questa idea. L’obiettivo è un lander di più lunga durata. Questo lander opererebbe per settimane o addirittura mesi. Eseguirebbe studi geologici e atmosferici avanzati.

Le piattaforme atmosferiche sono un’altra soluzione. Il HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) della NASA prevede l’impiego di dirigibili con equipaggio umano. Questi galleggerebbero nell’atmosfera superiore temperata. A un’altitudine di 50-60 chilometri, le condizioni sono molto più miti. La temperatura e la pressione sono simili al livello del mare terrestre. Questi dirigibili potrebbero condurre ricerche atmosferiche a lungo termine. Potrebbero anche fungere da basi per discese robotiche.

Vita oltre la superficie?

Nel settembre 2020, una scoperta ha suscitato nuovo interesse per l’abitabilità di Venere. Gli scienziati hanno annunciato la presenza di gas fosfina nell’atmosfera di Venere. La dottoressa Jane Greaves e il suo team hanno pubblicato le loro scoperte su Nature Astronomy. Sulla Terra, la fosfina è legata alla vita anaerobica. Questa scoperta, sebbene dibattuta, ha suscitato grande curiosità.

Rappresentazione artistica del dirigibile HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) della NASA. Questa ambiziosa proposta prevede dirigibili con equipaggio umano che galleggiano nell'atmosfera superiore di Venere, dove temperature e pressioni sono sorprendentemente simili a quelle del livello del mare terrestre. (Fonte: foxnews.com)

La comunità scientifica ha reagito rapidamente a questo. Studi successivi hanno rianalizzato i dati. Alcuni hanno trovato il segnale meno forte. Altri hanno suggerito origini non biologiche per la fosfina. L’attività vulcanica o i processi geologici potrebbero produrla. Questo dibattito sottolinea la necessità di misurazioni dirette.

La rilevazione della fosfina ha rinnovato l’idea di una zona abitabile aerea. Questa zona esiste tra 50 e 60 chilometri sopra la superficie di Venere. Qui, le temperature variano da 0 °C a 60 °C. La pressione è simile a quella della superficie terrestre. Il vapore acqueo è presente, sebbene scarso. Molti scienziati credono che questa regione potrebbe ospitare vita microbica. Se la vita è sorta quando Venere aveva oceani, potrebbe essersi ritirata in queste nubi man mano che il pianeta si essiccava.

Le future missioni esploreranno direttamente questa possibilità. DAVINCI+ analizzerà la chimica atmosferica durante la sua discesa. Cercherà altre biosignature. Queste includono specifici composti organici o rapporti isotopici. L’EnVision dell’Agenzia Spaziale Europea analizzerà anche i gas atmosferici. Mirerà a individuare le fonti di composti chimici insoliti. Queste missioni non troveranno definitivamente la vita. Forniranno dati vitali per migliorare la nostra comprensione dell’abitabilità di Venere.

Domande frequenti

Q1: Perché Venere è così calda? Venere sperimenta un effetto serra incontrollato. La sua densa atmosfera, principalmente anidride carbonica, intrappola un calore immenso. La luce solare penetra le nubi, ma il calore non può sfuggire nello spazio.

Q2: Venere ha mai avuto oceani? Molti scienziati credono che Venere un tempo avesse significativi oceani di acqua liquida. Le prove provengono da modelli di formazione planetaria e chimica atmosferica. Future missioni come DAVINCI+ cercheranno prove chimiche dirette di questa acqua passata.

Q3: Qual è la “zona abitabile” su Venere? La zona abitabile su Venere non è sulla sua superficie. È una regione nell’atmosfera, a circa 50-60 chilometri sopra la superficie. Qui, temperature e pressioni sono simili a quelle terrestri.

Q4: Ci sono piani per missioni umane su Venere? Attualmente, non esistono piani definitivi per missioni umane di superficie su Venere a causa delle condizioni estreme. Tuttavia, concetti come il HAVOC della NASA propongono dirigibili con equipaggio umano. Questi opererebbero nell’atmosfera superiore più temperata.

La sonda DAVINCI+, una missione NASA pianificata, sarà la prima sonda statunitense a entrare nell'atmosfera di Venere dal 1978. Mira ad analizzare la chimica atmosferica e a cercare biosignature e prove di oceani passati. (Fonte: mashable.com)

Cosa c’è dopo: l’esplorazione futura

Il prossimo decennio vedrà molte missioni dirette verso Venere. DAVINCI+ e VERITAS della NASA, insieme all’EnVision dell’ESA, sono solo l’inizio. L’orbiter Shukrayaan-1 dell’India sarà anch’esso lanciato entro il 2031. Il Venera-D della Russia è ancora in discussione per la fine degli anni 2020 o l’inizio degli anni 2030.

C’è un chiaro cambiamento nelle priorità scientifiche. Venere non è più solo un avvertimento. È un laboratorio vivente. Queste missioni cambieranno il modo in cui comprendiamo il pianeta gemello della Terra. Acquisiremo nuove conoscenze sull’evoluzione planetaria, sul cambiamento climatico e sulla possibilità di vita oltre la Terra. Le risposte che queste missioni porteranno potrebbero rimodellare la nostra visione della Terra, del nostro sistema solare e della vita stessa.

Un concetto artistico dell'orbiter Shukrayaan-1 dell'India, previsto per il lancio entro il 2031. Questa missione segna la prima impresa dedicata dell'India su Venere, con l'obiettivo di studiare la sua chimica atmosferica, le caratteristiche superficiali e l'interazione con il vento solare. (Fonte: space.com)

---

Potrebbe interessarti anche:

👉 Venere: perché l’inferno a 475°C ci svela il futuro climatico della Terra

👉 La corsa allo spazio da 546 miliardi: l’era dei privati e le sfide globali

👉 Misteri Irrisolti della Scienza: Cosmo, Quantistica e Oltre