La sonda espacial BepiColombo mide los iones de carbono que se escapan de la atmósfera de Venus y ayuda así a descifrar el desarrollo especial de Venus
Durante su sobrevuelo a Venus, la sonda espacial europeo-japonesa Bepi Colombo encontró por primera vez iones de carbono que escapaban de la atmósfera del planeta al espacio en una región hasta ahora inexplorada en el lado nocturno del planeta. Los estudios sobre la distribución de los iones ayudan a comprender qué procesos han dado forma a la atmósfera de nuestro planeta vecino y por qué difiere tanto de la envoltura gaseosa de la Tierra. La idea de las nuevas mediciones se inspiró en un raro evento cósmico que ocurrió hace 25 años y trajo un olor a Venus a la Tierra.
Impresión artística de BepiColombo volando sobre Venus el 10 de agosto de 2021.
© ESA/ATG medialab
Impresión artística de BepiColombo volando sobre Venus el 10 de agosto de 2021.
© ESA/ATG medialab
Para reducir la velocidad en su camino hacia Mercurio, Bepi Colombo pasó por Venus por segunda vez el 10 de agosto de 2021. Equipada con instrumentos científicos superiores a los de los antiguos viajeros de Venus, la sonda espacial sobrevoló una región hasta ahora inexplorada en el lado nocturno. del planeta. Este tipo de “visita aérea” no sólo ofrece a los equipos científicos y técnicos de los distintos instrumentos a bordo la oportunidad de probar sus instrumentos en condiciones espaciales reales. Los datos a menudo también contienen valiosos hallazgos científicos. Para MPPE, sin embargo, no se esperaban condiciones de medición óptimas. El instrumento debería haber permanecido apagado.
Sin embargo, los investigadores del equipo MPPE insistieron en determinar lo mejor posible durante el sobrevuelo la distribución de las partículas cargadas y descargadas en el entorno del planeta. “Desde hace más de dos décadas nos guiamos por las mediciones de la sonda espacial SOHO”, explica Markus Fränz, científico del Instituto Max Planck para la investigación del sistema solar. En 1996, SOHO, el Observatorio Solar y Heliosférico de la ESA y la NASA, descubrió iones de carbono de Venus cerca de la Tierra. En ese momento, la Tierra se encontraba exactamente en la estela solar de Venus. En estas raras condiciones, los iones del entorno nocturno de Venus podrían penetrar mucho en el espacio e incluso llegar a la Tierra. En Venus, la detección de iones de carbono a mayor distancia del planeta aún no había tenido éxito. “Teníamos mucho interés en investigar esto más a fondo”, continúa Fränz.
© Astronomía de la naturaleza, Hadid et al.; LPP, CNRS; Venus: ESA/MPS
© Astronomía de la naturaleza, Hadid et al.; LPP, CNRS; Venus: ESA/MPS
Sin agua, campo magnético débil
Los investigadores están particularmente interesados en saber por qué Venus y la Tierra han seguido caminos evolutivos tan diferentes desde su formación y por qué hoy ofrecen condiciones completamente diferentes. Mientras que nuestro planeta se convirtió en un mundo propicio para la vida, con abundante agua y una atmósfera rica en oxígeno, Venus ha perdido en gran medida su agua anterior. La alta proporción de dióxido de carbono en su atmósfera también favorece un efecto invernadero extremo y genera así altas temperaturas superficiales de más de 450 grados centígrados en promedio. “Los procesos que todavía tienen lugar hoy en la ionosfera de Venus proporcionan pistas importantes sobre cómo ha evolucionado el planeta”, afirma Norbert Krupp, científico del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar.
A diferencia de la Tierra, Venus no genera por sí mismo un campo magnético en su interior que una las partículas de la atmósfera al planeta. Las partículas cargadas del viento solar, el flujo constante de partículas del Sol, sólo inducen un campo magnético débil. Por tanto, las partículas ligeras o rápidas pueden abandonar fácilmente la esfera de influencia del planeta. Por el contrario, los iones y moléculas pesados, como los iones de carbono, deberían permanecer unidos, como en la Tierra o Marte.
Mayor resolución que su predecesor
La órbita de Venus Express a través de la cola planetaria de Venus. El viento solar sopla desde el lado izquierdo, en la zona amarilla predominan los iones planetarios, en la zona azulada el viento solar empuja la nube de plasma planetario.
© ESA, modificado en MPS
La órbita de Venus Express a través de la cola planetaria de Venus. El viento solar sopla desde el lado izquierdo, en la zona amarilla predominan los iones planetarios, en la zona azulada el viento solar empuja la nube de plasma planetario.
© ESA, modificado en MPS
Durante el sobrevuelo fue posible por primera vez confirmar las mediciones del SOHO de 1996 en las proximidades de Venus. “Al parecer, los iones de carbono en la magnetosfera de Venus reciben suficiente energía para escapar al espacio”, resume Harald Krüger, también científico del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar. Esto se muestra en las mediciones de los sensores MPPE. Investigaciones comparables realizadas por sondas más antiguas de Venus, como la Venus Express, no habían podido distinguir de forma fiable los iones de carbono de otros iones y moléculas con masas similares. Además, Venus Express pasó a través de la magnetosfera de Venus demasiado cerca de la superficie, una zona bastante desfavorable para buscar los iones expulsados. Sólo los instrumentos de BepiColombo ofrecen ahora la resolución de masas necesaria.
“Evidentemente, en la atmósfera de Venus interviene una química atmosférica compleja que es fundamentalmente diferente de la de la Tierra y Marte”, afirma Fränz. Además de los iones de carbono, los investigadores también encontraron aproximadamente tres veces más iones de oxígeno que se escapaban. El exceso de iones de oxígeno apunta a moléculas o iones de agua como posible fuente.
Ruta de vuelo a través de una zona inexplorada.
Durante el sobrevuelo, BepiColombo se acercó a Venus desde el lado nocturno. Allí, la magnetosfera venusina suele ser alargada y se extiende hacia el espacio. Las mediciones actuales se tomaron a una distancia de unos 36.000 kilómetros del planeta. Ninguna otra misión espacial había cruzado nunca esta región: las trayectorias de la sonda espacial Venus Express de la ESA, que a partir de 2006 orbitó el planeta durante unos ocho años, pasaron más cerca de la superficie del planeta en el lado nocturno; El Pioneer Venus Orbiter de la NASA, lanzado a finales de los años 1970, mantuvo una distancia mayor.
Los científicos esperan obtener más información sobre las reacciones químicas que tienen lugar en la atmósfera de Venus gracias a los futuros visitantes del planeta. En su órbita muy elíptica alrededor del Sol, la sonda espacial de la ESA, Solar Orbiter, pasará por el planeta varias veces durante los próximos años; Se espera que la misión EnVision de la ESA a Venus se lance al espacio en la década de 1930.
información adicional
El Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar participa en un total de cuatro instrumentos de la misión BepiColombo. Los científicos e ingenieros del Instituto han desarrollado y construido componentes del sensor MSA (Analizador de espectro de masas) para el paquete de instrumentos MPPE (Experimento de partículas de plasma de mercurio). El instituto también ha participado en misiones más antiguas a Venus. El Instituto aportó el instrumento ASPERA-4 (Analizador de plasmas espaciales y átomos energéticos) a bordo de la sonda espacial Venus Express de la ESA. Actualmente, el MPS está desarrollando componentes del espectrómetro VenSpec para la futura misión EnVision de la ESA a Venus.
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2024-04-16 14:52:00
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