Jest problem z Wenus. Nie wiemy, jak szybko się obraca. Dla cywilizacji kosmicznej, takiej jak nasza, to problem.
Mierzenie długości dnia lub szybkości rotacji większości ciał jest dość proste. Zaznacz widoczną cechę powierzchni i czas, jaki zajmuje obrót o 360 stopni. Ale Wenus jest pokryta grubymi chmurami. Chmury te odbijają światło, dzięki czemu są jasne i widoczne na niebie, ale utrudniają pomiar długości dnia Wenus.
W 1963 r. Obserwacje radarowe Ziemi przebiły grubą chmurę i zmierzyły długość dnia Wenus (LOD). Obserwacje te ustaliły wskaźnik rotacji na 243,1 dni. Ujawnili również, że Wenus ma rotację wsteczną, co oznacza, że obraca się w kierunku przeciwnym do Ziemi i większości innych planet Układu Słonecznego. (Uran ma również rotację wsteczną.)
To nie był koniec pomiaru LOD Wenus. Kolejne obserwacje radarowe przyniosły różne wartości, czasem nawet o sześć minut. Może statek kosmiczny wykonałby lepszą robotę.
W 1989 r. NASA uruchomiła statek kosmiczny Magellan. Magellan przybył na Wenus w sierpniu 1990 roku i wszedł na trzygodzinną, niemal polarną orbitę eliptyczną. Po 487 dniach i prawie 1800 orbitach Magellan zakończył misję mapowania, a także zmierzył LOD Wenus przy 243,0185 dniach, z niepewnością wynoszącą dziewięć sekund.
Od tego czasu naukowcy mierzą szybkość rotacji Wenus i nie mogą uzyskać spójnej odpowiedzi. Istnieją różne proponowane wyjaśnienia tego, na przykład przeciąg atmosferyczny z gęstej atmosfery Wenus lub momenty pływowe Słońca. Ale dokładna liczba była nieuchwytna.
Oprócz tego, że znajduje się w niewygodnej pozycji, ponieważ nie wie, jak szybko obraca się nasz bliski sąsiad, istnieje praktyczny powód, dla którego warto wiedzieć: lądowanie tam statku kosmicznego.
Wenus to niegościnne miejsce. Gwałtowne temperatury i miażdżące ciśnienie atmosferyczne ograniczyły eksplorację powierzchni planety do garstki sowieckich sond. Byli to rodzina sond Venera, które wysyłano na Wenus od 1961 roku.
Ale są plany wysłania większej liczby statków kosmicznych w celu zbadania Wenus. Bez znajomości prędkości obrotu bardzo trudno jest sondażystowi zablokować lądowanie. Obecna niepewność w zakresie prędkości obrotowej oznacza, że statek kosmiczny może nie trafić w swój cel o 21 km (13 mil). Wenus jest już wystarczająco niebezpiecznym celem, nie powodując tak dużego błędu.
Zespół naukowców z Smithsonian Astrophysical Observatory, Cornell University, Jet Propulsion Observatory i innych instytucji chciał opracować dokładniejszy pomiar. Przeanalizowali 29 lat ziemskich danych radarowych dotyczących Wenus, od 1988 do 2017 r. Ich praca zatytułowana jest „Średni współczynnik rotacji Wenus z 29 lat ziemskich obserwacji radarowych”. Został opublikowany w czasopiśmie Icarus.
Obrazowanie radarowe pozwoliło zespołowi przyjrzeć się cechom powierzchni i ich pozycji w ciągu 29 lat. Zamiast próbować ustalić dokładną, stabilną długość dnia (LOD) dla Wenus, uzyskali średnią wartość 243,0212 ± 0,0006 d. Ta średnia wartość jest ważna dla przyszłych misji.
Chociaż dokładna, solidna wartość LOD Wenus jest wciąż poza zasięgiem, ze względu na oscylacje wynikające z oporu atmosferycznego i momentu słonecznego, ten nowy środek jest nadal cenny. Im bardziej oddalamy się od misji Magellana, tym bardziej ma to znaczenie.
To dlatego, że nasza mapa elementów powierzchni Wenus nadal opiera się na tych 487 dniach i prawie 1800 orbitach, które Magellan wykonał w 1990 roku. Mapy te nadal odgrywają dużą rolę w wyborze miejsc lądowania, a cechy powierzchni na tych mapach „dryfują”. Jak mówi zespół w swoim artykule, „obecne przesunięcia pozycji z prognoz epoki Magellana są już> 20 km na wschód i zachód w pobliżu równika”. Im więcej czasu upłynie między Magellanem a misją na Wenus, tym bardziej te przesunięcia będą rosły.
Przyszłe misje na Wenus prawdopodobnie będą skierowane na tereny wyżynne tessera. Teren ten jest złożonym wzorem przecinających się zestawów równoległych szczelin i grzbietów. Venus ma globalną sieć pasów tektonicznych, które przemierzają ten teren. Teren górski tessera jest prawdopodobnie starożytny w porównaniu z terenem lawy wulkanicznym występującym na Wenus, a lądowanie tam spełni cele mapy drogowej z 2014 roku dotyczące eksploracji Wenus. Dokument ten określa cele misji dla Wenus, które obejmują „Badanie geochemii powierzchni i mineralogii na tesserae highland”.
Chociaż dokładna natura jakiejkolwiek misji na powierzchnię Wenus nie jest jeszcze pewna, wydaje się pewne, że będą tam lądowniki. Może pod koniec lat dwudziestych. A jeśli celem są wyżyny Tesserae, oznacza to, że istnieją pewne zagrożenia, z którymi trzeba się zmagać. Region ten ma strome zbocza i odpowiednie miejsca do lądowania, które mają tylko kilka kilometrów średnicy.
To badanie zmniejsza poziom niepewności w LOD Wenus do najmniejszej jak dotąd wartości. Jednocześnie zwiększa dokładność planowania i wykonywania lądowania. A w ciągu następnych kilku lat dalsze pomiary LOD Wenus mogą jeszcze bardziej zmniejszyć ten błąd.
Więcej:
- Informacja prasowa: Rotacja Wenus
- Artykuł badawczy: Średni współczynnik rotacji Wenus z 29 lat obserwacji radarowych na Ziemi
- Space Magazine: Lava Flows on Venus sugeruje, że planeta nigdy nie była ciepła i mokra
