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03:11 25 Agosto 2019

USA e Russia risolvono le controversie per raggiungere insieme Venere

© Foto : JAXA/ISAS/DARTS/Damia Bouic
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Il gruppo di lavoro congiunto dell’Istituto di ricerca spaziale e di Roscosmos da un lato e la NASA dall’altro hanno stabilito una serie di obiettivi e definito la strumentazione scientifica per lo studio del pianeta verde nell’ambito del progetto Venera-D.

È il primo progetto congiunto in cui non sono le attrezzature russe a trovarsi su una navicella americana, ma il contrario: infatti, sarà la NASA a partecipare alla missione interplanetaria promossa dalla Russia.

Le prospettive del progetto fino a poco tempo fa erano incerte, in particolare dopo che gli USA non concedettero il visto a Dmitry Rogozin, presidente di Roscosmos. Fu, dunque, mandato Aleksandr Sergeev, presidente dell’Accademia russa delle scienze (RAN), a partecipare alle trattative. Durante la visita negli USA le parti convennero di tenere un ulteriore incontro a Mosca nell’ottobre del 2019.

Studiare Venere significa avere a che fare con condizioni climatiche infernali: pressione di 100 atmosfere, temperatura di 500°C, il pianeta è ricoperto da uno strato nebuloso di 20 km di acido solforico. Di questo e di altri aspetti ci parla in un’intervista rilasciata a Sputnik Lyudmila Zasova, direttore di ricerca dell’Istituto di ricerca spaziale e co-direttore del gruppo di lavoro congiunto per il progetto Venera-D.

— Come mai gli USA hanno deciso di partecipare a un progetto russo per lo studio di Venere?

— Le proposte per l’invio su Marte di una stazione duratura (e la lettera D di Venera-D sta proprio ad indicare questa durevolezza nel tempo) sono state ventilate per la prima volta nel 2003. Nell’ambito del Programma spaziale federale per il 2006-2015 progettammo la stazione. Il progetto era piuttosto noto: all’interno del Venus Exploration Analysis Group (VEXAG) della NASA se ne fece menzione definendolo un progetto russo d’avanguardia. Per mancanza di fondi il progetto fu rimosso nel 2014 dal Programma spaziale federale e non incluso in quello successivo, cioè per il periodo 2016-2025.

Nel 2012 durante una serie di incontri presso l’Istituto di ricerca spaziale (IKI) si tenne una riunione di scienziati russi, statunitensi ed europei interessati all’esplorazione di Venere. I partecipanti firmarono un protocollo in cui si parlava dell’importanza di un progetto spaziale internazionale per lo studio di Venere e il primo candidato a ricoprire tale ruolo divenne il Venera-D.

Nel 2013 venne creato il Gruppo di lavoro congiunto IKI/Roscosmos – NASA sul progetto Venera-D. Tuttavia, ancora in attesa dell’avvio dei lavori, il gruppo fu sciolto a causa delle sanzioni politiche imposte dagli USA. Nella primavera del 2015 dopo l’incontro delle delegazioni della RAN e dell’accademia delle scienze statunitensi, il gruppo di lavoro venne ricostituito.

Da parte russa presero parte al gruppo membri di Roscosmos, dell’IKI, dell’Istituto di geochimica della RAN, della società NPO Lavochkin e di NII-88. Per gli USA, invece, membri del quartier generale e dei centri di ricerca della NASA e di università statunitensi.

Ogni attività viene condotta sulla base di una Carta, sottoscritta nel 2015 dal direttore dell’IKI Lev Zeleny e dal direttore del dipartimento di Scienze planetarie presso la NASA. Gli obiettivi posti dal gruppo sono in breve i seguenti: studiare nel dettaglio i componenti della missione, le attrezzature tecniche, gli obiettivi scientifici che vuole raggiungere il progetto originario Venera-D, compararli con la tabella di marcia per l’esplorazione di Venere della NASA per identificare eventuali falle, ovvero determinare il contributo della NASA in modo da completare il progetto. Inizialmente ogni singolo gruppo era composto da circa 6-8 persone, mentre ora il gruppo consta di 23 membri. Questo numero è aumentato sostanzialmente per il contributo degli esperti russi. Nel periodo considerato il gruppo ha condotto più di 70 videoconferenze e ha tenuto 9 incontri fisici, tutti a Mosca.

— Cosa di preciso ha suscitato l’interesse degli USA al progetto?

— A mio avviso, molti aspetti del progetto, tra cui la questione finanziaria. Un pianeta vicinissimo alla Terra ma così difficile da esplorare richiede uno studio puntuale e al contempo continuativo a distanza, ma anche misurazioni dirette effettuabili solamente da stazioni dislocate sulla sua superficie. Una missione tanto complessa, effettuata da ben due agenzie spaziali, viene a costare meno per entrambe. Inoltre, si sfrutta il potenziale tecnico e scientifico di due Paesi.

L’esperienza che aveva tra gli anni ’70 e ‘80 l’URSS nell’esplorazione di Venere riveste ancora una certa importanza. Venere al tempo poteva davvero chiamarsi il “pianeta russo”. In Unione Sovietica la società NPO Lavochkin costruì una sonda spaziale unica, programma Vega, che effettuò 10 atterraggi sulla superficie del pianeta, tutti andati a buon fine nonostante le condizioni “infernali” dell’atmosfera di Venere di giorno almeno fino alle due.

— Come si presenta la missione oggi?

— Ad oggi si è conclusa la fase di ricerca, sono stati formulati gli obiettivi scientifici, definite le priorità del gruppo e proposta una metodologia per la risoluzione di problemi complessi. Al momento siamo pronti ad avviare la fase “A”, come la chiamano gli americani, o la fase delle attività di sviluppo, come la chiamiamo in Russia.

In seguito alle attività effettuate dal Gruppo di lavoro congiunto è stato portato a termine e sottoposto alla valutazione di Roscosmos e NASA il progetto di missione composto da due elementi fondamentali: le sonde orbitali e quelle di atterraggio. Entrambe sono russe. Sul secondo tipo di sonda, che in teoria opererà sulla superficie di Venere per 2-3 ore, sarà installata una piccola stazione permanente della NASA che continuerà ad operare per 60 giorni terrestri dopo che la sonda russa avrà smesso di funzionare.

Le stime dimostrano che questa complessa missione spaziale senza precedenti potrebbe essere lanciata dal Cosmodromo Vostochny con l’ausilio di un razzo Angara-5. Sulla traiettoria verso Venere si prevede di inviare tra le 6,5 e le 7 tonnellate di merce a seconda dell’intervallo di lancio che va dal 2026 al 2031.

Inizialmente, nel 2003, il progetto prevedeva la creazione di una sonda che sarebbe rimasta sulla superficie del pianeta per 30 giorni. Tuttavia, in Russia non si producono ancora componenti elettronici in grado di operare a una temperatura di 500°C. Il progetto fu rivisto, fu incluso un modulo orbitale e uno di atterraggio (programma Vega). Furono, inoltre, studiati altri elementi: due sonde aerostatiche a 48 e 60 km di quota, una stazione di atterraggio che sarebbe rimasta operativa per 24 ore sulla superficie e un satellite secondario.

— Come si collegherà Venera-D alla Terra?

— I dati scientifici ottenuti dalle varie sonde saranno trasmessi alla sonda orbitale la quale li trasmetterà poi alla Terra. Per la ricezione dei dati saranno impiegate le stazioni russe che operano su banda X. Si discute anche la possibilità di sfruttare quelle americane che invece operano su banda Ka, tecnologia che in Russia ancora non c’è.

— Dunque, nel progetto Venera-D la parte russa è “Venera”, mentre quella americana è la “D” (duratura)?

— Sì, proprio così. (Ride).

— Avete in progetto di cambiargli il nome?

— No, ormai ci siamo abituati tutti a Venera-D.

— Dopo che la sonda di atterraggio avrà completato le sue 2-3 ore di operatività, cosa le succederà? E cosa è accaduto alle precedenti sonde?

— Qualcosa si è fuso, qualcosa forse è sopravvissuto. A “morire” per primi sono i componenti microelettronici e quelli più complessi. Si trovano all’interno della sonda perché non sono in grado di operare sulla superficie di Venere.

— Lei ha detto che delle apparecchiature operanti sulla superficie di Venere la NASA ha aggiunto solamente una sua piccola stazione. Ciò vuol dire che gli obiettivi scientifici inizialmente proposti dai russi hanno trovato il sostegno dei colleghi americani?

— No, non è così. Il gruppo di lavoro, dopo aver esaminato gli obiettivi di Venera-D, ha identificato delle falle nel programma. Per questo, oltre alla piccola stazione permanente sopraccitata, inclusa nella sonda di atterraggio, la NASA ha proposto altre apparecchiature che potrebbero essere incluse nella missione. Queste mirano a studiare l’atmosfera e la prima attività sismica del pianeta nella storia delle osservazioni. Vista la mancanza di dati sperimentali, al momento tutte le ipotesi circa la struttura interna di Venere vengono formulate in base allo studio dei fenomeni sismici che si verificano sulla Terra. Le apparecchiature proposte, se entreranno a far parte della missione, rappresentano uno strumento innovativo per la scienza. Ognuna di esse pesa 60 kg. Si staccheranno prima ed entreranno nell’atmosfera separatamente in maniera indipendente dalla sonda russa.

La seconda apparecchiatura proposta dalla NASA è una piattaforma atmosferica, ovvero una sonda sospesa nell’atmosfera di Venere. Sono state proposte 7 tipologie di piattaforma. Dopo la disamina del Gruppo di lavoro congiunto è stata selezionata la sonda aerostatica a quota variabile.

La terza possibile aggiunta consiste in 1 o 2 satelliti secondari russi che osserveranno Venere: uno dal lato diurno, l’altro dal lato notturno. Il loro obiettivo principale è studiare il vento solare e la sua influenza sul pianeta.

— È in previsione il coinvolgimento al progetto di altri Paesi oltre l’America?

— In questa fase come singole entità si prevede la partecipazione di Giappone e Paesi europei. Per la sonda orbitante il Giappone sta proponendo una telecamera a infrarossi e UV (ad oggi simili telecamere sono operative sulla sonda giapponese Planet-C), l’Italia invece due spettrometri ad immagine (uno dei quali è stato impiegato nella missione Venus Express), la Germania una telecamera per l’osservazione della superficie di Venere dal suo lato notturno nella gamma del vicino infrarosso (fondamentale per la ricerca di eventuale attività termale e vulcanica).

— Come si prevede di testare la funzionalità di queste apparecchiature sulla Terra? Dove si possono creare una pressione di 100 atmosfere e una temperatura di 500°C?

— Vi era un compartimento simile ai tempi dell’Unione Sovietica costruito dalla NPO Lavochkin per testare le apparecchiature del programma Vega. In teoria, potrebbe essere ripristinato. Al suo interno è possibile raggiungere una pressione di 100 atmosfere e una temperatura di 500°C. Le dimensioni del compartimento sono sufficienti per testare una sonda nella sua interezza.

Il Glenn Research Center della NASA dispone di un compartimento per la simulazione delle condizioni presenti su Venere: temperatura, pressione, composizione atmosferica. Esso verrà impiegato per testare la strumentazione, nonché per esperimenti di laboratorio.

— Durante i rapporti con la parte americana ha avvertito una qualche tensione tenuto conto delle controversie politiche tra Russia e USA?

— Assolutamente no. I nostri rapporti di amicizia sono ottimi. Siamo una squadra unita che ha un obiettivo comune: andare su Venere. Il motto della nostra squadra è: “To Venus together” (Su Venere insieme).

— A quanto è stimato il progetto?

— Questioni simili saranno discusse durante l’incontro che si terrà il prossimo ottobre a Mosca.

— Al momento la parte russa sta finanziando in qualche modo il progetto?

— Presso l’IKI si lavora al progetto Venera-D il cui direttore scientifico è Lev Zeleny. I partecipanti alla ricerca ricevono uno stipendio.

— Quali misure adottano i membri del gruppo di lavoro su Venera-D e la direzione dell’IKI per ottenere i fondi da Roscosmos?

— Ci impegniamo a fare al meglio il nostro lavoro. La ricerca di fondi non rientra nei compiti e nelle competenze del nostro gruppo.

— Quali sono le tempistiche per la realizzazione della missione su Venere nel caso in cui i fondi necessari venissero stanziati subito?

— Si parla di un intervallo di tempo che va dal 2026 al 2031 in varie fasi. Tuttavia, anche se il finanziamento cominciasse quest’anno, non riusciremmo a realizzare la missione nel 2026, ma dovremmo attendere il 2027. Per il momento la cosa più importante è che il progetto venga incluso del Programma spaziale federale russo.

— A molti progetti spaziali al momento vengono tagliati i fondi, mentre voi contate sul fatto che vi vengano stanziati, vero?

Luna
© Sputnik . Vladimir Sergeev
— Venera-D è un progetto molto importante non solo dal punto di vista scientifico, ma anche politico. Ai tempi della Guerra fredda venne realizzato un progetto congiunto con la NASA, il Programma test Apollo-Sojuz. Da allora non c’è mai più stata una collaborazione bilaterale così profonda. Venera-D è il primo grande progetto scientifico congiunto con la NASA. Desidero sottolineare che ci stiamo impegnando al massimo per attirare l’attenzione della comunità scientifica internazionale sul progetto. Nel 2017 si sono tenute due conferenze internazionali dedicate a simulazioni della superficie di Venere: una al Glenn Research Center negli USA e la seconda a Mosca. Nel 2019 abbiamo in previsione una conferenza internazionale dedicata a due temi: la selezione del luogo per l’atterraggio di Venera-D e la disamina delle possibilità che esistano forme di vita nello strato nebuloso di Venere.

— Ci spieghi più nel dettaglio la seconda questione. È possibile oggi trovare vita su Venere?

— Lo strato nebuloso di Venere è collocato a quota 50-70 km ed è composto da una cappa di acido solforico con una concentrazione del 75-85% (il restante 15-25% è acqua). La temperatura e la pressione nello strato inferiore sono poco diverse da quelle presenti sulla superficie terrestre. Le sonde Venera hanno rilevato in questo strato inferiore tutti gli elementi necessari per la formazione delle cellule. È nota tutta una serie di batteri terrestri in grado di vivere in soluzioni acide concentrate, come l’Helicobacter Pillory, che vive nell’acido cloridrico presente nello stomaco umano.

Nello strato nebuloso superiore di Venere esiste il cosiddetto “assorbitore di raggi UV”, responsabile dell’assorbimento di metà dell’energia solare assorbita da Venere. Non ne sono ancora state fatte rilevazioni dirette. Non è possibile identificare con precisione la sua composizione in base allo spettro elettromagnetico. La questione viene discussa ormai da circa 50 anni.

— Dunque credete che vi siano forme di vita.

— Vi sono diverse alternative. Il primo candidato è il cloruro ferrico, disciolto nell’acido solforico delle nuvole di Venere. La seconda alternativa è lo zolfo presente a sufficienza nell’atmosfera del pianeta, ma meno probabile del cloruro ferrico come candidato ad assorbire gli UV. Tuttavia, ognuna di queste ipotesi ha dei difetti. La terza possibilità sono i batteri. Qualche forma di vita primitiva potrebbe essere esistita sulla superficie di Venere nei primi due miliardi di anni in seguito alla formazione del pianeta quando il giovane Sole era meno luminoso e il pianeta si trovava nella cosiddetta zona abitabile, ovvero a una distanza dal Sole che permetteva l’esistenza sul pianeta di acqua allo stato liquido. In seguito il pianeta “perse” l’acqua, l’effetto serra riscaldò la superficie, ma le forme di vita primitiva si potrebbero essere conservate nelle nuvole. Nella nostra squadra vi è uno scienziato americano di origini indiane, Sanjay Limaye, il quale ritiene che le discrepanze nella struttura visibile dell’assorbitore di UV nell’atmosfera di Venere potrebbero essere legate all’esistenza di colonie di batteri. Limaye ha studiato una tipologia concreta di batteri che vive in ambiente vulcanico e si nutre di composti solforosi. Le analisi dello spettro in laboratorio hanno dimostrato che questi batteri assorbono davvero gli UV, proprio come fa l’assorbitore. Nell’ambito della missione Venera-D si prevede di installare su una sonda aerostatica americana un microscopio fluorescente per rilevare tracce di composti proteici nei campioni di aria.

— Il Suo collega dell’IKI Leonid Ksanfomaliti dalle immagini delle stazioni sovietiche Venera ha scoperto qualcosa di simile a corpi in movimento che ha soprannominato “scorpioni”, “orsetti”, “foglie che cadono”. Cercherete anche questi “animali”?

— Va detto che, quando la pressione è di 100 atmosfere, il vento può spostare le pietre anche a una velocità di 1,5m/s, creando così l’illusione del movimento. Inoltre, bisogna considerare che le immagini ottenute erano piuttosto sfuocate. In tali condizioni si è forse arrivati a conclusioni affrettate. La nostra sonda di atterraggio produrrà immagini grazie a tre tipologie diverse di telecamera. E tali immagini ci permetteranno di rispondere a molte domande.

— Cosa ci sarà dopo Venera-D? Avete in programma di continuare l’esplorazione del pianeta?

— Per iniziare basterebbe realizzare il progetto Venera-D. Dopotutto, dopo essere stato ampiamente studiato negli anni ’70 e ’80, Venere è caduto nel dimenticatoio, non perché non fosse interessante, ma perché è difficile da studiare: non ci si può accontentare delle osservazioni dall’orbita (visto lo strato nebuloso spesso 20 km), ma sono necessarie misurazioni dirette dell’atmosfera e della superficie.

Dopo Venera-D sarebbe buona cosa realizzare una serie di sonde, riportare sulla Terra campioni dell’atmosfera con i presunti batteri, inviare rover e altre sonde, effettuare atterraggi sui territori più antichi della superficie per studiare le specie che esistevano prima del periodo delle grandi eruzioni vulcaniche le quali hanno modificato la superficie del pianeta nell’ultimo miliardo di anni, e ottenere risposta alle seguenti domande. È esistito un oceano su Venere? È possibile che all’inizio della storia del pianeta vi siano state forme di vita?

— C’è qualcun altro che vuole arrivare su Venere?

— L’India. Ma addirittura prima di noi, nel 2023. Prevedono di inviare una sonda orbitante sulla quale sarà installato un radiolocalizzatore per la mappatura della superficie con una risoluzione di 20-30 metri. Oggi, grazie alla sonda americana Magellano, siamo già in possesso di una cartina del pianeta con risoluzione 100-200 metri. Le nuove informazioni ottenute saranno utili per avere un’idea più precisa del futuro punto di atterraggio di Venera-D.

L'opinione dell'autore può non coincidere con la posizione della redazione.

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