Venere: il ‘gemello malvagio’ della Terra e la nostra prossima grande sfida

Venere è un inferno. Tutti lo sanno. Ma questo mondo torrido e inospitale è tutt’altro che privo di utilità scientifica. Contiene indizi vitali su come si evolvono i pianeti. Mostra anche cosa potrebbe diventare il clima della Terra. Dobbiamo esplorarlo.

Venere è il pianeta più vicino alla Terra. È spesso soprannominato il nostro “pianeta gemello”. Ciò è dovuto alle sue dimensioni e alla sua massa simili. Ma le somiglianze finiscono qui. Le temperature superficiali si attestano in media sui 475°C (900°F). È abbastanza caldo da fondere il piombo.

La pressione atmosferica è 92 volte superiore a quella terrestre a livello del mare. Immaginate di essere a un miglio di profondità nell’oceano terrestre. Quest’aria densa è composta principalmente da anidride carbonica. Le nubi di acido solforico intrappolano il calore. Questo crea un effetto serra incontrollato.

Le prime missioni hanno incontrato notevoli difficoltà. I lander Venera dell’Unione Sovietica atterrarono sulla superficie negli anni ‘70 e ‘80. Inviarono brevi immagini. Poi le condizioni estreme li distrussero. L’orbiter Magellan della NASA mappò Venere utilizzando il radar. Ciò avvenne nei primi anni ‘90. L’orbiter Akatsuki del Giappone studia ancora la sua atmosfera.

Ma ecco il colpo di scena. L’alta atmosfera di Venere, tra i 50 e i 60 chilometri di quota, è molto simile a quella terrestre. Le temperature lì sono simili a quelle terrestri a livello del mare. Anche la pressione è paragonabile. Questa regione affascina gli scienziati. Nel 2020, i ricercatori hanno annunciato la rilevazione di fosfina in queste nubi. Tale scoperta è ora oggetto di ampio dibattito. Tuttavia, ha riacceso nuove discussioni su possibili segni di vita.

Costruire per l’inferno: sfide ingegneristiche

Esplorare Venere significa costruire macchine in grado di sopravvivere all’inferno. Calore estremo, pressione schiacciante e aria corrosiva distruggono rapidamente l’elettronica standard. Le nubi dense bloccano la luce solare. Questo rende impossibile l’utilizzo dell’energia solare sulla superficie. I precedenti lander Venera sono durati solo pochi minuti. Il più longevo è durato poco più di due ore. Avevano bisogno di una pesante armatura.

Le future missioni richiederanno tecnologia avanzata e resistente al calore. Il Glenn Research Center della NASA sviluppa elettronica progettata per le condizioni di Venere. Questa utilizza semiconduttori al carburo di silicio. Tali componenti possono funzionare a centinaia di gradi Celsius. Possono operare a lungo. Immaginate un computer che funziona all’interno di un altoforno.

Alcune idee rinunciano del tutto all’elettronica. L’Automaton Rover for Extreme Environments (AREE) del JPL ne è un esempio. Questo rover a orologeria utilizzerebbe l’energia eolica. Potrebbe operare per mesi.

I lander sovietici Venera sono state le prime e uniche sonde ad atterrare con successo su Venere, inviando brevi immagini dalla sua superficie torrida prima di soccombere al calore e alla pressione estremi nel giro di pochi minuti o ore. (Fonte: reddit.com)

Gli aerobot – palloni ad alta quota – sono un’altra opzione. Potrebbero galleggiare nell’atmosfera superiore temperata. Potrebbero rimanere lì per lungo tempo. Il HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) della NASA suggerisce persino missioni con equipaggio. Queste utilizzerebbero questi aerobot. Rimarrebbero ben al di sopra della superficie.

Fornire energia a queste missioni è fondamentale. I generatori termoelettrici a radioisotopi (RTG) trasformano il calore in elettricità. Questo calore proviene dal decadimento di materiale radioattivo. Gli RTG sono necessari per le operazioni in superficie. L’energia solare non può arrivare lì. Gli scienziati esplorano anche i motori Stirling. Questi trasformano il calore in lavoro meccanico. Queste fonti di energia sono fondamentali per qualsiasi soggiorno prolungato.

Nuove missioni riveleranno i segreti di Venere

Gli anni 2020 e l’inizio degli anni 2030 porteranno nuove missioni su Venere. Questi veicoli spaziali studieranno i misteri del pianeta. Invieranno nuovi dati. Questi dati riguarderanno la sua atmosfera, la sua geologia e il suo potenziale di vita.

La missione DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) della NASA sarà lanciata alla fine degli anni 2020. Invierà una sonda direttamente nell’atmosfera di Venere. Questa sfera di discesa misurerà la composizione dell’aria. In particolare, misurerà i gas nobili e in tracce. Queste misurazioni sono vitali per comprendere l’origine di Venere. E forniranno indicazioni sulla sua evoluzione, afferma il dott. James Garvin della NASA. La sonda scatterà anche immagini ad alta risoluzione. Lo farà mentre scende.

Anche l’orbiter VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) della NASA sarà lanciato alla fine degli anni 2020. Mapperà la superficie di Venere. Utilizzerà un radar ad apertura sintetica. Questa mappatura dettagliata aiuterà gli scienziati. Contribuirà a comprendere la geologia, il vulcanismo e l’attività tettonica del pianeta. La dott.ssa Sue Smrekar, investigatrice principale di VERITAS, afferma che la missione rivelerà la storia vulcanica di Venere. Cercherà anche segni di acqua passata.

L’Agenzia Spaziale Europea (ESA) sviluppa EnVision. Questo orbiter sarà lanciato all’inizio degli anni 2030. EnVision studierà l’atmosfera di Venere. Mapperà la sua superficie con un radar avanzato. Sarà dotato di uno strumento di sondaggio. Questo permetterà di indagare sotto la superficie. Ciò aiuterà gli scienziati a comprendere la struttura interna del pianeta. Rileverà anche i processi vulcanici. Analizzerà anche i gas in tracce nell’atmosfera.

La missione DAVINCI+ della NASA invierà una robusta sfera di discesa direttamente nell'atmosfera torrida di Venere alla fine degli anni 2020. Questa sonda misurerà la composizione chimica dell'aria e catturerà immagini ad alta risoluzione mentre si immerge, offrendo intuizioni senza precedenti sulla formazione e l'evoluzione di Venere. (Fonte: nasa.gov)

L’Organizzazione Indiana per la Ricerca Spaziale (ISRO) pianifica anche Shukrayaan-1. Questo orbiter potrebbe essere lanciato entro il 2031. Studierà l’atmosfera e la superficie venusiana. Trasporterà strumenti provenienti da India, Francia e Svezia.

Oltre alle agenzie governative, anche le aziende private si stanno impegnando. Rocket Lab pianifica una missione con una piccola sonda su Venere. Questo potrebbe accadere già nel 2024. Questa missione cercherà di nuovo la fosfina. La dott.ssa Sara Seager del MIT guida questo sforzo finanziato privatamente. Questo evidenzia un nuovo interesse per il potenziale di vita su Venere.

Perché Venere è importante: lezioni per la Terra

Esplorare Venere offre lezioni importanti. Queste non si limitano a un solo pianeta. È un laboratorio naturale per lo studio dell’evoluzione dei pianeti. Comprendere Venere ci aiuta a ipotizzare se gli esoplaneti possano ospitare la vita.

Venere ci offre una lezione chiara. Ci insegna molto sull’effetto serra incontrollato. Il suo stato attuale mostra chiaramente cosa succede quando il clima di un pianeta sfugge al controllo. Studiare Venere aiuta gli scienziati a migliorare i modelli climatici della Terra. Il dott. James Garvin della NASA definisce Venere “il monito della Terra”. Offre indizi importanti per affrontare le sfide ambientali del nostro stesso pianeta.

Gli scienziati si chiedono perché Venere si sia evoluta in modo così diverso dalla Terra. Entrambi i pianeti erano simili per dimensioni e posizione all’inizio. Uno è diventato un rifugio abitabile. L’altro è diventato un inferno ardente. Comprendere questa differenza è importante. Ci aiuta a capire come i pianeti diventano abitabili. E come potrebbero perdere tale abitabilità.

La ricerca di vita su Venere espande ciò che sappiamo sull’astrobiologia. Questa ricerca è controversa. Se i microbi vivessero nelle nubi di Venere, cambierebbe radicalmente il modo in cui concepiamo dove la vita può prosperare. Suggerisce che la vita potrebbe adattarsi meglio di quanto pensassimo. Questo aggiunge nuovi luoghi in cui cercare vita extraterrestre.

Infine, la tecnologia sviluppata per le missioni su Venere trova applicazioni più ampie. La creazione di elettronica e materiali capaci di sopravvivere a calore e pressione estremi è utile per altre missioni nello spazio profondo. Questa nuova tecnologia può anche trovare applicazione nelle industrie terrestri. La futura esplorazione umana potrebbe persino utilizzare stazioni ad alta quota su Venere. Queste potrebbero essere trampolini di lancio per missioni più profonde nel sistema solare.

Domande frequenti

D: Gli esseri umani possono atterrare su Venere? R: No, gli esseri umani non possono attualmente atterrare su Venere. Le temperature e le pressioni superficiali sono letali. I concetti futuri prevedono piattaforme atmosferiche ad alta quota. Le condizioni sono più temperate lì.

D: Venere ha mai avuto oceani? R: I modelli scientifici suggeriscono che Venere probabilmente aveva oceani di acqua liquida. Ciò è avvenuto all’inizio della sua storia. Questo periodo potrebbe essere durato per centinaia di milioni di anni. Comprendere come ha perso quest’acqua è un obiettivo chiave per le prossime missioni.

D: Cos’è la fosfina e perché è importante per Venere? R: La fosfina è un gas. Sulla Terra, è spesso associata all’attività biologica anaerobica. La sua controversa rilevazione nell’atmosfera di Venere ha scatenato discussioni. Queste discussioni vertono sulla potenziale vita microbica nelle nubi.

D: Venere è vulcanicamente attivo oggi? R: Le prove suggeriscono che Venere è stato geologicamente attivo. Ciò è avvenuto in un passato relativamente recente. Le prossime missioni come VERITAS ed EnVision cercheranno segni chiari di eruzioni vulcaniche attuali.

Il veicolo spaziale della missione VERITAS della NASA, il cui lancio è previsto per l'inizio degli anni 2030, mapperà la superficie di Venere con dettagli senza precedenti per comprenderne la storia geologica e cercare segni di vulcanismo attivo, un obiettivo chiave per l'esplorazione futura. (Fonte: nasa.gov)

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