Der er et problem med Venus. Vi ved ikke, hvor hurtigt det roterer. For en rumfarende civilisation som vores er det et problem.
Det er temmelig ligetil at måle længden af dagen eller rotationshastigheden for de fleste kroppe. Marker en fremtrædende overfladefunktion, og hvor lang tid det tager at dreje 360 grader. Men Venus er tæppet i tykke skyer. Disse skyer giver det sin refleksionsevne og gør det lyst og synligt på himlen, men de gør det svært at måle Venus 'daglængde.
I 1963 gennemborede radarobservationer fra Jorden det tykke skydække og målte Venus 'daglængde (LOD). Disse observationer bundede rotationshastigheden til 243,1 dage. De afslørede også, at Venus har en retrograd rotation, hvilket betyder, at den roterer i modsat retning fra Jorden og de fleste andre planeter i solsystemet. (Uranus har også en retrograd rotation.)
Det var ikke slutningen på at måle Venus 'LOD. Efterfølgende radarobservationer kom med forskellige værdier, undertiden med op til seks minutter. Måske et rumfartøj ville gøre et bedre stykke arbejde.
I 1989 lancerede NASA Magellan-rumfartøjet. Magellan ankom Venus i august 1990 og gik ind i en tre timers nær polær elliptisk bane. Efter 487 dage og næsten 1800 kredsløb afsluttede Magellan sin kortlægningsopgave og målte også Venus 'LOD til 243.0185 dage med en usikkerhed på ni sekunder.
Forskere har måttet Venus 'rotationshastighed lige siden og kan ikke få et konsistent svar. Der har været forskellige foreslåede forklaringer på dette, f.eks. Atmosfærisk træk fra Venus 'tykke atmosfære eller solvandet. Men et nøjagtigt antal har været undvigende.
Ud over at være i den ubehagelige position ved ikke at vide, hvor hurtigt vores nabo roterer, er der en praktisk grund til at ville vide: landing af rumfartøjer der.
Venus er et uvurderligt sted. Blærende temperaturer og knusende atmosfærisk tryk har begrænset planets overfladeudforskning til en håndfuld sovjetiske sonder. Det var Venera-sonderfamilien, der blev sendt til Venus fra 1961.
Men der er planer om at sende flere rumfartøjer til at udforske Venus. Uden at kende rotationshastigheden er det meget vanskeligt for et rumfartøj at klæbe en landing. Den aktuelle usikkerhed i rotationshastigheden betyder, at et rumfartøj kan gå glip af sit mål med 21 km (13 miles.) Venus er et farligt nok mål allerede uden at invitere så meget fejl.
Et team af forskere fra Smithsonian Astrophysical Observatory, Cornell University, Jet Propulsion Observatory og andre institutioner ønskede at komme med en mere nøjagtig måling. De analyserede 29 års jordbaserede radardata om Venus fra 1988 til 2017. Deres papir er titlen ”Den gennemsnitlige rotationshastighed for Venus fra 29 år med jordbaseret radarobservationer.” Det er offentliggjort i tidsskriftet Icarus.
Radarafbildning gav teamet et kig på overfladefunktioner og deres positioner gennem 29 år. I stedet for at prøve at negle en nøjagtig, stabil daglængde (LOD) for Venus, kom de med en middelværdi på 243.0212 ± 0.0006d. Denne middelværdi er vigtig for eventuelle fremtidige missioner.
Selvom en nøjagtig, bundsolid værdi for Venus 'LOD stadig er uden for rækkevidde på grund af svingninger fra atmosfærisk træk og solmoment, er dette nye middel stadig værdifuldt. Jo længere væk i tiden vi kommer fra Magellan-missionen, des mere betyder det.
Det skyldes, at vores kort over Venus 'overfladefunktioner stadig er afhængige af de 487 dage og næsten 1800 kredsløb, som Magellan afsluttede tilbage i 1990. Disse kort spiller stadig en stor rolle i valget af landingspladser, og overfladefunktionerne i disse kort er "drivende." Som teamet siger i deres papir, er "de nuværende positionelle forskydninger fra Magellan-epoke-forudsigelserne allerede> 20 km øst-vest nær ækvator." Jo mere tid der går mellem Magellan og en mission til Venus, jo mere vil disse modregninger vokse.
Fremtidige missioner til Venus vil sandsynligvis være rettet mod tessera-højlandet. Terrænet er et komplekst mønster af krydsende sæt subparallelle brud og rygge. Venus har et globalt netværk af tektoniske bælter, der krydser dette terræn. Tessera-højlandsterrænet er sandsynligvis gammelt sammenlignet med lavastrømnings-terrænet, der var fremherskende på Venus, og landing der ville opfylde målsætningerne i 2014-køreplanen for Venus-efterforskning. Dette dokument skitserer missionens målsætninger for Venus, der inkluderer "Undersøgelse af overfladegeokemi og mineralogi på et tesserae-højland."
Selvom den nøjagtige karakter af enhver mission til overfladen af Venus endnu ikke er sikker, ser det ud til, at der er landere der. Måske i slutningen af 2020'erne. Og hvis tesserae-højlandet er destinationen, betyder det, at der er nogle farer at kæmpe med. Den region har stejle skråninger og egnede landingsområder, der kun ligger nogle få kilometer over.
Denne undersøgelse reducerer usikkerhedsniveauet i Venus 'LOD til det mindste beløb endnu. Samtidig øger det nøjagtigheden af planlægningen og udførelsen af en landing. Og i de næste par år kan yderligere målinger af Venus 'LOD reducere denne fejl endnu mere.
Mere:
- Pressemeddelelse: The Rotation of Venus
- Forskningsdokument: Den gennemsnitlige rotationshastighed for Venus fra 29? År med jordbaseret radarobservationer
- Space Magazine: Lavastrømme på Venus antyder, at planeten aldrig var varm og våd
