STUDIO SULL'ALTA ATMOSFERA

L’ultima missione di Venus Express

I ricercatori dell'Agenzia Spaziale Europea hanno distribuito i primi dati sulla manovra di aerofrenaggio dello scorso maggio, conclusasi a luglio: la sonda è scesa fino a 130 km sulla superficie per studiare la densa atmosfera ma lo stress termico che ha subito e le sollecitazioni sono state notevoli. Presto verrà lasciata precipitare

Crediti: Venus Express

Crediti: Venus Express

Dopo otto anni di onorato servizio e quasi al termine della sua missione, la sonda europea Venus Express ha portato a compimento di recente un nuovo obiettivo, dopo aver studiato già ampiamente l’atmosfera e le nuvole venusiane. I ricercatori dell’Agenzia spaziale europea, infatti, hanno deciso di correre un nuovo, calcolato, rischio cercando di studiare l’alta atmosfera del secondo pianeta del Sistema solare. I primi risultati sono stati presentati all’ultimo convegno American Astronomical Society’s Division for Planetary Sciences. La sonda Venus Express è attualmente il solo veicolo spaziale in orbita intono al nostro più vicino pianet ed è arrivata sull’orbita polare ellittica della durata di 24 ore l’11 aprile 2006. Da allora, la sonda ha già raccolto una grande quantità di dati sul clima del pianeta e sulla sua superficie. Venus Express è la seconda missione interplanetaria dell’ESA dopo Mars Express e il lancio è avvenuto il 9 Novembre 2005. Alla missione europea contruibuisce l’Agenzia Spaziale Italiana che ha finanziato lo spettrografo VIRTIS (una camera iperspettale tra 3 e 5 micron) ideato dall’INAF – IASP, il PFS (uno spettrometro nel range tra 0.9 e 50um) e ha una importante partecipazione su ASPERA-4 (per lo studio del plasma).

La missione, come detto, è quasi arrivata al termine viste anche le ridotte quantità di carburante rimasto. Nonostante ciò gli esperti hanno deciso di inviare l’orbiter in zone più profonde di quelle studiate finora. A giugno di quest’anno sono iniziate le manovre di aerofrenaggio che hanno consentito alla sonda di effettuare una sorta di “tuffo” alla cieca nella densa atmosfera di Venere (quasi impedisce la visione della superficie). L’obiettivo era quello di scendere fino a 130 chilometri, da dove la sonda europea avrebbe avuto una visuale unica verso l’alta atmosfera, una regione – a detta degli esperti – difficile da studiare usando sensori remoti. Il target era conoscere le condizioni attuali e studiare le condizioni di radiazione solare riferite a Venere.VenusExpress

Manovre di aerofrenaggio sono state già effettuate in passato nell’ambito di altre missioni per controllare la velocità di un veicolo spaziale risparmiando carburante (come per i moduli Apollo di ritorno dalla Luna e per le sonde in arrivo su Marte). La manovra pone, però, la sonda davanti a un enorme stress perché gli strati esterni si riscaldano velocemente. Era stata prevista al momento del via alla missione, nel caso di mancato inserimento orbitale, ma non è mai stata necessaria.

Tra maggio e giugno la sonda è passata da 190 a 140 chilometri di altitudine. Da quel momento l’orbita ha subito maggiormente l’effetto del campo gravitazionale di Venere, passando poi un intero mese tra i 131 e il 135 chilometri. Nel luglio scorso, alla fine, la sonda ha raggiunto l’altitudine di 129,2 chilometri. La manovra è stata possibile ruotando i pannelli solari in modo da subire meno frizione atmosferica possibile. Ad ogni tuffo nell’atmosfera la velocità di Venus Express si è ridotta di circa 1 m/s: metri che sommati con la resistenza opposta dagli strati più bassi dell’atmosfera hanno portato il periodo orbitale da 24 a 22 ore e 20 minuti. Il tutto è terminato il 12 luglio scorso, dopodiché la sonda è stata riportata all’altitudine iniziale in una nuova orbita tramite 15 spinte propulsive.

Riproduzione artistica di Venus Express durante le manovre di aerofrenaggio. Crediti: ESA–C. Carreau

Riproduzione artistica di Venus Express durante le manovre di aerofrenaggio. Crediti: ESA–C. Carreau

«Sotto 155 km, gli accelerometri di bordo hanno fornito delle misurazioni dirette della velocità di decelerazione, che è direttamente proporzionale alla densità dell’atmosfera», ha spiegato Håkan Svedhem, scienziato dell’ESA per Venus Express. E’ stato così, quindi, che i ricercatori hanno potuto aggiornare i loro dati sulla densità atmosferica locale: «Con nostra grande sorpresa – ha aggiunto – abbiamo visto che l’atmosfera sembrava essere più variabile di quanto si pensasse a questa altitudine». Quello che hanno scoperto è che l’atmosfera è 1000 volte più densa tra il 165 e i 130 chilometri di altitudine. Il ricercatore ha sottolineato che «abbiamo notato numerose variazioni e picchi di diversa entità». Perché questo? «Una delle possibili spiegazioni è che abbiamo rilevato onde atmosferiche, che si generano quando i venti ad alta velocità viaggiano su delle catene montuose. Le onde si propagano poi verso l’alto. Tuttavia, in precedenza tali onde non erano mai stati rilevate a queste altitudini». Gli esperti hanno inoltre evidenziato che la densità cambia notevolmente dal giorno alla notte, come si suol dire: durante il giorno venusiano è anche 4 volte più densa rispetto alla notte.

Analisi più approfondite sul campo magnetico e sulle particelle energetiche verranno effettuate nei prossimi mesi. «Da luglio il pericentro dell’orbita è diminuito e per la fine di novembre cercheremo di sollevarlo ancora una volta», ha detto Svedhem. «Purtroppo, non sappiamo quanto carburante rimane nei suoi serbatoi, ma abbiamo intenzione di continuare il processo di up-down più a lungo possibile, fino a quando il propellente non si esaurisce». Quello che resta da decidere è se controllare la discesa a terra fino allo schianto o lasciare precipitare la sonda nell’atmosfera in modo naturale e lasciarla bruciare.

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