La cella contenente anidride carbonica ad alta temperatura e pressione nel PLAB dell'INAF-IASF di Roma (crediti: INAF-IASF-Roma/PLAB)
Un’atmosfera con venti che soffiano a 400 chilometri orari, luce fluorescente ad alta quota, un doppio vortice che si estende per 3.000 chilometri al polo Sud e, in superficie, tracce di attività vulcanica recente. Sono queste solo alcune delle numerosissime scoperte sul pianeta Venere ottenute dalla missione Venus Express dell’Agenzia Spaziale Europea. Risultati eccezionali, che hanno reso la missione un successo ben oltre le più rosee aspettative. Ma gli scienziati, si sa, cercano sempre di spingere oltre le loro conoscenze. E così in due laboratori europei, il Planetary Laboratory (PLAB) presso l’INAF-IASF di Roma e il Planetary Emissivity Laboratory a Berlino, è stato ricostruito in apposite camere l’ambiente venusiano. Ma per quale motivo, se la strumentazione della sonda sembra lavorare nel migliore dei modi? In realtà le condizioni estreme del pianeta, che sulla sua superficie registra temperature di quasi 500 gradi centigradi e una pressione fino a novanta volte maggiore di quella terrestre, modificano in modo significativo le proprietà della radiazione emessa dalla polvere e dal gas del pianeta. La stessa radiazione che viene poi captata da VIRTIS, lo spettrometro ad immagini nell’infrarosso in gran parte ideato, progettato e realizzato in Italia da ricercatori dell’INAF e dalla Società Galileo Avionica del Gruppo Finmeccanica per conto dell’Agenzia Spaziale Italiana, uno degli strumenti a bordo di Venus Express. “Sulla Terra conosciamo le righe di assorbimento prodotte dalla luce nell’atmosfera, così possiamo calcolarne gli effetti” dice Hakan Svedhem, Project Scientist di Venus Express. “Invece le alte temperature e pressioni su Venere rendono le osservazioni molto più complesse. Non sappiamo con precisione come alterino la radiazione che viene registrata dalla strumentazione, e quindi risulta impossibile interpretar i dati raccolti nel modo migliore”.
Così, per superare questo ostacolo, nel laboratorio italiano PLAB viene usata una particolare cella riempita con una miscela di gas identica a quella che avvolge Venere – essenzialmente anidride carbonica – portata alle stesse condizioni di pressione e temperatura. “La cella viene riempita con grandissima cura, per riprodurre i parametri fisico-chimici estremi che presenta l’atmosfera di Venere” commenta Giuseppe Piccioni, dell’INAF-IASF di Roma, Principal Investigator di VIRTIS. “In queste condizioni possiamo così utilizzare la nostra strumentazione per studiare con grande precisione come viene assorbita la luce da questo gas”.
L’anidride carbonica infatti blocca la maggior parte della radiazione proveniente dalla superficie di Venere, ma le sue caratteristiche non sono state ancora ben comprese. In particolare gli scienziati sono alla ricerca di quegli intervalli di lunghezze d’onda – le cosiddette “finestre” – in cui il gas risulta “trasparente” alla luce, lasciandosi attraversare da essa. Grazie a queste finestre è possibile analizzare in profondità la coltre ultra densa dell’atmosfera di Venere e conoscerne in maggiore dettaglio il comportamento degli strati più bassi, fino ad arrivare alla superficie del pianeta. “L’esperimento ci sta dando già importanti risultati, ed alcuni di questi sono stati presentati al recente congresso internazionale COSPAR tenuto a Brema in Germania” aggiunge Stefania Stefani, dell’INAF-IASF di Roma, che sta seguendo il progetto, finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana e a cui partecipano anche l’INAF-IFSI e Marcel Snels dell’ISAC del Consiglio Nazionale delle Ricerche, più altri importanti gruppi di ricerca in spettroscopia molecolare in Francia e Russia.
Studi analoghi, ma concentrati sulle proprietà della radiazione emessa dalle rocce ad altissima temperatura, sono stati appena avviati anche al Planetary Emmissivity Laboratory di Berlino. Dopo alcuni anni di progettazione e costruzione è stato recentemente attivato un super forno che porta i campioni di roccia a 500 gradi celsius, la stessa temperatura della superficie di Venere. “Queste condizioni modificano la struttura interna dei minerali, così che alcuni diventano più brillanti e altri più scuri” dice Joern Helbert, che sta guidando la ricerca. “Stiamo iniziando a misurare le caratteristiche della radiazione prodotta nel nostro laboratorio da campioni reali di basalto, ematite e granito, per poter comparare i risultati con i dati già acquisiti da VIRTIS”. Grazie a queste misure il team spera di ricostruire la storia geologica della superficie di Venere, e in particolare fare luce sulle enormi colate di lava recentemente scoperte da Venus Express, che sarebbero avvenute meno di un milione di anni fa.
Ascolta le interviste a Stefania Stefani e Giuseppe Piccioni:
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