Esplorazione spaziale: i piani della Cina per riportare campioni delle nuvole venusiane
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Piani della Cina per riportare campioni delle nuvole venusiane
Entro i prossimi dieci anni, una missione cinese mira a fare ciò che non è mai stato fatto prima: raccogliere particelle di nuvole da Venere e riportarle a casa. Ma raggiungere tale obiettivo significherà superare uno degli ambienti più ostili del sistema solare: le nuvole di occultamento del pianeta sono principalmente composte da goccioline di acido solforico.
Quando la Cina ha presentato una roadmap a lungo termine per la scienza e l’esplorazione spaziale lo scorso autunno, la sua seconda fase (2028-2035) includeva una missione senza precedenti di ritorno di campioni dell’atmosfera di Venere. Come è tipico per le missioni spaziali cinesi, pochi dettagli sono stati resi pubblici. Ma le informazioni di una recente presentazione condivisa sui social media cinesi ci danno nuove informazioni sui piani iniziali della missione.
Lo slide mostra che le principali domande scientifiche che si intendono affrontare includono il potenziale per la vita su Venere, l’evoluzione dell’atmosfera del pianeta e il mistero degli assorbitori UV nelle sue nuvole. La missione porterà con sé un dispositivo di raccolta campioni e attrezzature di analisi atmosferica in situ. La ricerca di vita è in parte dovuta all’interesse generato da uno studio controverso pubblicato su Nature Astronomy nel 2020 che suggeriva che tracce di fosfina nell’atmosfera di Venere potrebbero essere un’indicazione di un processo biologico.
Sfide della missione di ritorno campioni di Venere
Sara Seager, professore al Massachusetts Institute of Technology (MIT), ha guidato un team nella presentazione di una proposta di missione di ritorno campioni dell’atmosfera di Venere nel 2022. La NASA non ha selezionato la proposta, ma il suo team ha continuato a lavorare, compresi esperimenti con acido solforico concentrato. “Anche se il nostro DNA non può sopravvivere, abbiamo iniziato a dimostrare che un numero crescente di molecole organiche, biomolecole, è stabile. E quindi stiamo immaginando che potrebbe esserci vita su Venere”, ha detto Seager a IEEE Spectrum.
Proposte di missione come quella del MIT offrono uno sguardo alle sfide tecniche spaventose che il team cinese sta affrontando. Arrivare su Venere, entrare nella sua fitta atmosfera, raccogliere campioni e tornare in orbita attorno a Venere per consegnare i campioni sulla Terra, comporta diverse sfide. Ma il potenziale scientifico chiaro rende chiari questi ostacoli.
Il team del MIT ha proposto un pallone rivestito di teflon capace di resistere alla corrosione acida che fluttuerebbe nel cielo senza la necessità di propulsione e del carburante e della massa associati. Al contrario, il render preliminare della Cina mostra un veicolo alare, suggerendo che sta perseguendo un percorso architettonico diverso.
“Sarebbe incredibile avere campioni in mano per risolvere davvero alcuni dei grandi misteri su Venere.” —Sara Seager, MIT
Rachana Agrawal, un’associata postdottorato al MIT, afferma che un paio delle principali sfide sono legate alle operazioni all’interno delle nuvole. Una è navigare attraverso le dense nuvole, tipicamente opache alla luce visibile. Anche se questo non è critico durante il campionamento, sapere esattamente dove ci si trova è essenziale quando si tratta di utilizzare un razzo per tornare i campioni. con il razzo che deve entrare in un’orbita precisa. “Su Venere, non abbiamo il GPS nelle nuvole. Il razzo non può vedere le stelle o la superficie, e Venere non ha un campo magnetico”, afferma Agrawal. Una soluzione potrebbe essere quella di istituire un sistema di navigazione satellitare per Venere per assistere la missione, aggiungendo ulteriori lanci e complessità.
Sarà necessario un veicolo di risalita per far entrare il contenitore del campione in orbita per il rendezvous e l’attracco con un orbiter in attesa. Un razzo a propellente solido a due stadi, simile a quello pianificato per le architetture di missione di ritorno campioni di Marte, sarebbe una delle opzioni più semplici. Ma operare in remoto o autonomamente, a milioni di chilometri dalla Terra, in condizioni sconosciute, sarà impegnativo.
“Non sappiamo molto sull’atmosfera, quindi non sappiamo quali siano le condizioni locali. Quindi potrebbe essere un ambiente molto dinamico da cui il razzo deve partire”, dice Agrawal, aggiungendo che i lanci sulla Terra vengono spesso annullati a causa di forti venti. Gli scienziati e ingegneri cinesi dovranno rispondere a tutte queste domande per portare a termine il proprio ritorno campioni. Hanno già dimostrato successo con i ritorni campioni lunari Chang’e-5 e 6, stanno per lanciare la missione di campionamento di asteroidi vicini alla Terra Tianwen-2 alla fine di maggio di quest’anno e stanno puntando a un lancio alla fine del 2028 per la loro ambiziosa missione di ritorno campioni di Marte Tianwen-3. L’esperienza e la tecnologia da questi sforzi saranno istruttive per Venere.
Il design di missione proposto dal MIT richiederebbe 22 tonnellate di veicolo spaziale, con l’obiettivo finale di consegnare 10 grammi di campioni atmosferici sulla Terra. È probabile che il design cinese offra un rapporto simile. Tuttavia, anche una quantità relativamente piccola di materiale potrebbe essere rivoluzionaria per la nostra comprensione di Venere e del nostro sistema solare.
“Sono entusiasta di questo”, dice Seager. “Anche se non c’è vita, sappiamo che c’è una chimica organica interessante, di sicuro. E sarebbe incredibile avere campioni in mano per risolvere davvero alcuni dei grandi misteri su Venere.”
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