VENERE

Dati rielaborati fonti Wikipedia e NASA (C)

 

Venere è il secondo pianeta del Sistema Solare in ordine di distanza dal sole. Non è dotato di satelliti o anelli.

Cenni storici

Venere è uno dei pianeti più facilmente individuabili nel cielo mattutino o serale e per questo è noto fin dall'antichità, quando era chiamato Lucifero come stella del mattino o Vespero come stella della sera.

Osservazione da Terra

Poiché il pianeta si trova vicino al Sole, può essere visto di solito solo per poche ore e nelle vicinanze del Sole stesso: durante il giorno la luminosità solare lo rende difficilmente visibile, è invece molto brillante subito dopo il tramonto, sull'orizzonte ad ovest, oppure poco prima dell'alba verso est, compatibilmente con la sua posizione. Ha l'aspetto di una stella lucentissima, di colore giallo-biancastro.

Le orbite del pianeta sono interne rispetto a quelle della Terra, quindi lo vedremo muoversi alternativamente a Est e a Ovest del Sole. Periodicamente passa davanti o dietro al Sole, entrando quindi in "congiunzione"; quando il passaggio avviene dietro, si ha una congiunzione superiore, quando avviene davanti si ha una congiunzione inferiore.

A causa della sua orbita compresa tra la Terra e il Sole, dalla Terra Venere presenta delle fasi, analogamente alla Luna. Galileo Galilei fu la prima persona ad osservare le fasi di Venere nel Dicembre del 1610, notando anche cambiamenti nel diametro visibile del pianeta nella diverse fasi ed ipotizzando che fosse più distante dalla terra quando era nella fase piena e più vicino quando era nella fase crescente. Queste osservazioni supportarono la descrizione eliocentrica di Copernico del Sistema Solare. Venere, come Mercurio, non è visibile dalla Terra quando è nella fase piena, siccome in quel periodo si trova nella congiunzione superiore, sorgendo e tramontando assieme al Sole quindi invisibile.

Venere è più brillante quando il 25% circa del suo disco è illuminato, tipicamente 37 giorni prima (nel cielo serale) o dopo (nel cielo mattutino) la sua congiunzione inferiore. L'elongazione maggiore avviene approssimativamente 70 giorni prima e dopo la sua congiunzione inferiore, quando è illuminato a metà, e appare al telescopio illuminato leggermente inferiore alla metà a causa dell'effetto Schröter, notato nel 1793 e spiegato nel 1996 come un effetto della sua atmosfera. Tra questi due intervalli il pianeta è visibile durante il giorno, se si sa esattamente dove guardare. Il periodo di moto retrogrado è di 20 giorni su entrambi i lati della congiunzione inferiore.

Parametri orbitali       

L'orbita di Venere è quasi circolare e le variazioni della sua elongazione massima sono dovute più alla variazione della distanza tra Terra e Sole che alla forma dell'orbita di Venere.

Queste misurano sempre un angolo compreso tra 45° e 47°, dando al pianeta una visibilità più prolungata prima del sorgere del Sole o dopo il tramonto.

L'eclittica sull'orizzonte è il fattore più importante per la visibilità di Venere. Nell'emisfero boreale l'inclinazione è massima dopo il tramonto nel periodo dell'equinozio di primavera, oppure prima dell'alba nel periodo dell'equinozio d'autunno. È importante anche l'angolo formato dalla sua orbita e l'eclittica, infatti Venere può avvicinarsi alla Terra fino a 40 milioni di km e raggiungere un'inclinazione di circa 8° sull'eclittica, avendo un forte effetto sulla sua visibilità.

 

Venere è il pianeta del sistema solare più simile alla Terra per diversi aspetti: la sua massa e la densità media sono confrontabili con quelle terrestri, essendo rispettivamente pari a 4,869 × 1024 kg (l'81,5% della massa terrestre) e 5,25 × 103 kg/ (la densità media terrestre è pari a 5,51 × 103 kg/). Il suo diametro è pari a 12104 km (inferiore a quello terrestre di appena il 5%) ed il volume vale l'85,7% del corrispondente valore terrestre.

La distanza media dal pianeta dal Sole è di 108 milioni di km (0,723 unità astronomiche), quindi Venere è il pianeta con l'orbita più vicina a quella terrestre, internamente rispetto al Sole. L'orbita è percorsa in 225 giorni terrestri mentre il periodo di rotazione è sorprendentemente lungo: misura 243 giorni terrestri (più del periodo di rivoluzione) ed avviene in senso retrogrado (da est verso ovest, ovvero in senso orario, per un osservatore posto al polo nord del pianeta).

Forse per via di una risonanza gravitazionale, forse per una semplice coincidenza i periodi di rotazione e di rivoluzione di Venere sono sincronizzati in modo tale che il pianeta presenta sempre la stessa faccia verso la Terra quando i due pianeti raggiungono la minima distanza reciproca.

Atmosfera

Venere presenta una densa atmosfera spessa 65 chilometri; la pressione a livello della superficie è pari a circa 90 volte quella della Terra. L'atmosfera è composta principalmente da anidride carbonica (97%), e in quantità minori da acido solforico, azoto e gas nobili. L'ossigeno è assente. L'elevatissima temperatura (attorno ai 480°C) creata dall'effetto serra presente sul pianeta non permette la presenza di acqua allo stato liquido, e quindi di vita. Le dense nubi e i valori di pressione e temperatura hanno da sempre reso molto difficile per le sonde il rilevamento della superficie e alcune di esse sono andate distrutte. Le nubi più alte viaggiano a una velocità di circa 400 km/h, mentre le più basse viaggiano a 2 km/h. Poiché tali nubi sono composte da gocce di acido solforico, le piogge venusiane sono altamente corrosive e hanno distrutto alcune sonde. L'atmosfera venusiana è attraversata da occasionali scariche elettriche di notevole potenza.

L'atmosfera citerea presenta inoltre piccole quantità di zolfo e di anidride solforosa, probabilmente emesse dai vulcani del pianeta; questi gas, reagendo con lo scarso vapore acqueo presente, danno origine all'acido solforico. Sebbene sussistano piogge di acido solforico negli strati intermedi dell'atmosfera, esse non raggiungono mai la superficie, perché vengono vaporizzate dalle elevate temperature.

Le sonde atterrate sul pianeta hanno identificato la presenza di tre distinti strati di nubi: uno strato superiore, composto da piccole goccioline circolari di acido solforico, ad una quota di 60-70 km; uno strato intermedio, costituito da gocce più grandi e meno numerose, collocato a 52-59 km di altitudine; e infine uno strato inferiore più denso e costituito dalle particelle più grandi, che scende fino a 48 km di quota. Al di sotto di tale livello la temperatura è talmente elevata da vaporizzare le gocce, generando una foschia che si estende fino a 31 km. La parte più bassa dell'atmosfera è infine relativamente limpida.

Le sonde sovietiche Venera, che per prime atterrarono con successo sulla superficie venusiana, furono strutturate come batiscafi e ciononostante sopravvissero solo un paio d'ore alle ostili condizioni atmosferiche del pianeta.

A differenza delle nubi terrestri, che si originano dal raffreddamento di aria ascendente e dalla conseguente condensazione del vapore acqueo, quelle venusiane sono il prodotto di reazioni chimiche che avvengono fra l'anidride solforosa e l'acqua, innescate dalla luce solare (nell'alta atmosfera) o dal calore (più in basso).

Data l'elevatissima pressione atmosferica, al suolo i venti sono praticamente assenti; la loro velocità aumenta con la quota, fino a raggiungere un massimo di circa 360 km/h medi alla sommità delle nubi, al di sopra dello strato superiore dell'atmosfera. L'intero strato nuvoloso citereo compie dunque una rotazione completa attorno al pianeta in soli 4 giorni (a titolo di confronto, il periodo di rotazione di Venere è pari a ben 243 giorni).

Superficie

La superficie citerea ha una struttura molto complessa, e presenta per il 60% pianure ondulate tagliate da valli lunghe migliaia di chilometri. È composta principalmente di rocce basaltiche.

Il pianeta ha due vasti altipiani simili a continenti. Quello settentrionale è chiamato Ishtar Terra, dove sono presenti le montagne più alte di Venere: i monti Maxwell (alti 11000 m). Quello meridionale è chiamato Aphrodite Terra.

Della superficie di Venere possediamo attualmente pochissime immagini, inviate a Terra dalle sonde sovietiche Venera tra il 1975 e il 1980. Il paesaggio mostrato nelle fotografie è desertico, ricco di rocce magmatiche effusive (basalti) derivanti dalla solidificazione della lava vulcanica; si stima che circa l’85% della superficie del pianeta sia costituito da colate laviche solidificate. Questo non è tuttavia sufficiente a garantire che l'attività vulcanica sia ancora in corso nel presente, se non in alcuni punti della superficie. L'ultimo grande periodo di diffusa attività vulcanica risale ad 800 milioni di anni fa (le lave piú antiche sarebbero databili attorno a quell'epoca).

La superficie venusiana è risultata essere particolarmente uniforme, senza dislivelli eccessivi (max 2 km), probabilmente a causa dell'elevatissima pressione atmosferica. Approssimativamente il 65% della superficie è coperto da pianure ondulate; vi sono inoltre alcuni altipiani continentali che emergono al di sopra del livello medio (6051 km dal centro del pianeta). I principali continenti sono Ishtar Terra, nell'emisfero settentrionale, e Aphrodite Terra, nei pressi dell'equatore.

Alcune formazioni caratteristiche rilevate dalla sonda Magellano sono i cosiddetti vulcani piatti, forse eruzioni di lava particolarmente densa, e le corone, cupole tettoniche collassate su vaste camere magmatiche.

Nomenclatura       

Le strutture dominanti sulla superficie venusiana sono le ampie pianure leggermente ondulate, saltuariamente interrotte da rilievi. Le regioni montuose più estese sono le già citate Aphrodite Terra e Ishtar Terra; quest'ultima è dominata da un grande altopiano, il Lakshmi Planum, circondato dalle montagne più alte di Venere. Tra i due altipiani sono presenti vaste depressioni che prendono il nome generico di planitiae.

Struttura interna

Si ritiene comunemente che la struttura interna di Venere coincida con quella della Terra; la crosta dovrebbe essere più robusta e quindi resistere meglio alle sollecitazioni causate dalle correnti convettive del mantello.

Il nucleo interno di Venere si pensa sia ferroso, dato che il pianeta è molto simile alla Terra sia in struttura che dimensioni, e sia allo stato fuso perché ne viene data conferma da un pur debole campo magnetico, a parte quello indotto dall'effetto del vento solare.

Si ritiene che il nucleo abbia uno spessore di circa 3000 km ed il mantello di circa 2900 km, mentre la crosta dovrebbe essere di poco inferiore a quella terrestre, cioè circa 60 km. Le analisi compiute dalle sonde sovietiche indicano che la struttura della crosta e della superficie è simile al granito ed al basalto.

A causa della convezione del mantello sulla superficie si producono alcune anomalie, (corrugamenti, rigonfiamenti, spaccature ecc.) che sono però concentrate in piccole zone e non al limite delle zolle tettoniche.

Il decadimento radioattivo all'interno del pianeta genera calore che arriva all'esterno tramite forme di vulcanismo e zone dove la crosta è sottile generando caratteristiche formazioni dette duomi.

Esplorazione di Venere

Sono state compiute molte missioni senza equipaggio su Venere: dieci sonde Russe hanno effettuato un atterraggio morbido sulla superficie, con più di 110 minuti di comunicazioni dalla superficie. Le finestre di lancio si susseguono ogni 19 mesi, e dal 1962 al 1985 vennero tutte sfruttate per il lancio di sonde.

 

Il 12 Febbraio 1961 la sonda Sovietica Venera 1 fu la prima ad essere inviata su un altro pianeta. Il surriscaldamento del sensore di orientamento provocò un guasto che fece perdere i contatti sette giorni dopo l'inizio della missione, quando la sonda era a 2 milioni di Km dalla Terra, ma essa comprendeva tutti i componenti di una sonda interplanetaria: pannelli solari, antenna parabolica per la telemetria, stabilizzazione sui 3 assi, motore di correzione di rotta e il lancio da un'orbita di parcheggio.

Mentre la sonda statunitense Mariner 1 venne persa durante il lancio, la Mariner 2 fu la prima sonda a raggiungere Venere con successo il 14 dicembre 1962. Misurò una temperatura superficiale estremamente alta, di circa 425° (ponendo termine ad ogni ipotesi di vita sul pianeta), ma non fu in grado di rilevare la presenza di un campo magnetico o di fasce di radiazioni analoghe alle Fasce di van Allen terrestri.

La sonda sovietica Zond 1, lanciata verso Venere il 2 aprile 1964 andò in avaria dopo la sessione di telemetria del 16 maggio.

Nel 1967 la sonda Venera 4 fu la prima ad inviare dati dall'interno dell'atmosfera venusiana e nello stesso periodo la sonda Mariner 5 misurò il campo magnetico del pianeta

Nel 1974 la sonda Mariner 10 passò da Venere lungo il suo tragitto verso Mercurio e riprese immagini all'ultravioletto delle nubi, dimostrando una velocità dei venti estremamente elevata.

 

Il 1 marzo 1966 la sonda Venera 3 fu la prima ad atterrare su un altro pianeta, anche se non fu un atterraggio morbido.

 

La capsula di discesa della sonda Venera 4 entrò nell'atmosfera venusiana il 18 ottobre 1967, e per la prima volta inviò misure dirette da un altro pianeta, tra cui temperatura, pressione, densità e 11 esperimenti chimici automatici per l'analisi dell'atmosfera. I primi dati mostrarono che l'atmosfera era composta per il 95% da anidride carbonica e che la pressione in superficie era molto più grande delle previsioni (da 75 a 100 atmosfere).

 

Il giorno successivo, il 19 ottobre, fu la volta della sonda Mariner 5. Essa era stata progettata come sonda di riserva per la Mariner 4 inviata su Marte; quando quest'ultima ebbe successo, la Mariner 5 venne riadattata per una missione su Venere, ed equipaggiata con strumenti più sensibili di quelli della Mariner 2. I dati raccolti dalle sonde Mariner 5 e Venera 4 furono analizzati da un team scientifico Sovietico-Americano durante l'anno successivo, in un primo esempio di cooperazione nelle missioni spaziali.

 

Questi risultati vennero verificati e migliorati dalle sonde gemelle Venera 5 e Venera 6 il 16 maggio e il 17 maggio 1969, ma nessuna missione era ancora riuscita a trasmettere dati fino al raggiungimento della superficie: le batterie di Venera 4 si scaricarono mentre era ancora nell'atmosfera (probabilmente a causa della alta densità atmosferica che rallentò molto la discesa con il paracadute) e le sonde Venera 5 e 6 furono distrutte dalla pressione ad una altezza di circa 18 km. Esse erano progettate per resistere ad una pressione di 25 atmosfere, contro le 75-100 presenti sul pianeta.

 

Il primo atterraggio con successo fu effettuato da Venera 7 il 15 dicembre 1970 (progettata per resistere fino a 180 bar), trasmettendo dati sulla temperatura per 23 minuti (da 455 °C a 475 °C) mentre Venera 8 atterrò il 22 luglio 1972, mostrando che le nubi del pianeta formavano uno strato che terminava 22 miglia sopra la superficie e analizzando la composizione chimica della crosta attraverso uno spettrometro a raggi gamma.

 

La sonda Venera 9 entrò in orbita il 22 ottobre 1975 diventando il primo satellite artificiale di Venere. Una serie di camere e spettrometri inviarono a Terra informazioni sulle nubi, sulla ionosfera, magnetosfera ed effettuò misure radar della superficie.

 

Il veicolo di discesa (pesante 660 Kg) si separò dalla sonda e atterrò sul pianeta, scattando le prime foto della superficie e analizzando il terreno con uno spettrometro a raggi gamma e un densimetro. Durante la discesa vennero misurate la pressione e la temperatura, oltre a rilevazioni fotometriche e della densità delle nubi attraverso un nefelometro. Si scoprì che esse erano formate da tre strati distinti. Un simile programma scientifico fu effettuato anche dalla sonda Venera 10, che arrivò sul pianeta il 25 ottobre.

 

La NASA inviò su Venere due sonde Pioneer Venus, composte da due componenti lanciati separatamente: un orbiter e una multisonda. Quest'ultima trasportava tre piccole sonde atmosferiche e una sonda più grande, che venne lanciata il 16 novembre 1978 e fu seguita da quelle minori il 20 novembre. Esse entrarono nell'atmosfera venusiana il 9 dicembre, seguite dal veicolo che le trasportava. Anche se non era previsto che sopravvivessero alla discesa, esse continuarono ad operare per 45 minuti dopo aver raggiunto il suolo. L'orbiter venne inserito in un orbita ellittica attorno al pianeta il 4 dicembre 1978 ed eseguì 17 esperimenti, operando fino all'esaurimento del carburante usato per mantenere l'orbita. La sonda venne distrutta dal rientro nell'atmosfera nell'Agosto 1992.

 

Sempre nel 1978 le sonde Venera 11 e Venera 12 volarono verso Venere, rilasciando moduli di discesa il 21 dicembre e il 25 dicembre rispettivamente. Questi lander trasportavano camere a colori e un analizzatore per il terreno, che sfortunatamente non funzionò. Ogni lander effettuò misure con un nefelometro, uno spettrometro di massa, un gas cromatografo e un analizzatore chimico basato sulla fluorescenza X che inaspettatamente rivelò una grande quantità di cloro nelle nuvole, oltre allo zolfo. Venne anche rilevata una forte attività di fulmini.

 

Nel 1981 la sonda Venera 13 inviò la prima immagine a colori della superficie e analizzò un campione di terreno con la fluorescenza X, operando per una durata record di 127 minuti sulla superficie ostile del pianeta. Nello stesso anno Venera 14 rilevò anche una possibile attività sismica.

 

Il 10 e l'11 ottobre 1983 Venera 15 e Venera 16 entrarono in orbita polare. La prima mappò l'atmosfera superiore con uno spettrometro a trasformata di Fourier nell'infrarosso. Dall'11 novembre al 10 luglio entrambe mapparono la parte nord del pianeta con un radar ad apertura sintetica, e fornirono le prime conoscenze dettagliate della geologia, inclusa la scoperta di enormi vulcani a scudo. Venere non presenta prove di tettonica a placche, a meno che un terzo del pianeta non sia un'unica placca. I dati dell'altimetria hanno una risoluzione quattro volte superiore a quelli della missioni Pioneer.

 

Nel 1985 l'Unione Sovietica, sfruttando l'opportunità di combinare una missione su Venere con il passaggio della cometa di Halley, lanciò due sonde Vega chiamate Vega 1 e Vega 2 che giunsero sul pianeta l'11 giugno e il 15 giugno 1985 e lanciarono un pallone ad elio ad una altezza di 50 Km dalla superficie (dove la temperatura e la pressione erano comparabili a quelle della superficie terrestre) per studiare la dinamica della parte più attiva dell'atmosfera venusiana.

 

I lander trasportarono esperimenti per studiare la composizione e la struttura dell'aerosol delle nubi, attraverso uno spettrometro ad assorbimento ultravioletto, un analizzatore di particelle di aerosol, e dispositivi per raccogliere ed analizzare il materiale dell'aerosol attraverso uno spettrometro di massa, un gas cromatografo, uno spettrometro a fluorescenza X. Si scoprì le i due strati superiori delle nuvole erano composte da acido solforico, mentre lo strato inferiore era probabilmente composto da una soluzione di acido fosforico. Il suolo venne analizzato da uno spettrometro a raggi gamma, ma non vennero riprese immagini perché non erano previste camere a bordo.

 

I palloni aerostatici fluttuarono ad una altezza di 53 Km circa per 46 e 60 ore rispettivamente, viaggiando per circa un terzo del pianeta e misurando la velocità dei venti, la temperatura, la pressione e la densità delle nubi. Venne scoperta una maggiore turbolenza e attività convettiva rispetto a quella prevista.

 

Il 10 agosto 1990 la Sonda Magellano si inserì in orbita attorno a Venere e iniziò una dettagliata mappatura radar. Venne mappato il 98% della superficie con una risoluzione di circa 100m e il 95% del campo gravitazionale . Dopo quattro anni di attività, come pianificato, la sonda affondò nell'atmosfera l'11 ottobre 1994 e fu parzialmente vaporizzata. Si pensa che qualche frammento possa aver raggiunto il terreno.

 

Molte sonde spaziali dirette su altre destinazioni hanno compiuto dei flyby di Venere per incrementare la propria velocità attraverso l'effetto di fionda gravitazionale. Tra esse sono incluse la missione Galileo per Giove e la missione Cassini-Huygens per Saturno, che compirono due flyby ciascuna. Curiosamente, durante entrambi i sorvoli del 1998 e 1999 di Venere, la sonda Cassini esaminò le emissioni radio del pianeta senza rilevare nessuna onda radio ad alta frequenza (da 0.125 a 16 MHz) generalmente associata con i fulmini (al contrario dei rilevamenti delle sonde Venera effettuati 20 anni prima). Si pensa che, se esistono fulmini su Venere, essi potrebbero derivare da attività elettrica a bassa frequenza: i segnali radio con frequenza inferiore a 1 MHz non possono infatti penetrare la ionosfera. Donald Gurnett dell'università dell'Iowa ha esaminato le emissioni radio rilevate dalla sonda Galileo durante il flyby del 1990 concludendo che esse erano state interpretate all'epoca come un indicatore della presenza di fulmini, ma la sonda Galileo si trovava a 60 volte più distante da Venere della sonda Cassini, rendendo i dati meno significativi. Attualmente è ancora controversa la presenza di fulmini nell'atmosfera venusiana.

 

La sonda Venus Express dell'ESA sta studiando dettagliatamente il pianeta dalla sua orbita polare, in cui si è inserita con successo l'11 aprile 2006. La missione di mappatura ha una durata prevista di due anni venusiani (circa 500 giorni). I primi risultati della missione comprendono la scoperta di un enorme vortice polare doppio al polo sud di Venere.

 

Futuri flyby di missioni destinate altrove comprendono le missioni Messenger e BepiColombo (dirette su Mercurio).