Es gibt ein Problem mit Venus. Wir wissen nicht, wie schnell es sich dreht. Für eine weltraumtaugliche Zivilisation wie unsere ist das ein Problem.
Das Messen der Tageslänge oder Rotationsrate der meisten Körper ist ziemlich einfach. Markieren Sie ein markantes Oberflächenmerkmal und geben Sie an, wie lange es dauert, um sich um 360 Grad zu drehen. Aber die Venus ist von dicken Wolken bedeckt. Diese Wolken geben ihm sein Reflexionsvermögen und machen es hell und wahrnehmbar am Himmel, aber sie machen es schwierig, die Tageslänge der Venus zu messen.
1963 durchbohrten Radarbeobachtungen von der Erde die dicke Wolkendecke und maßen die Tageslänge der Venus (LOD). Diese Beobachtungen bezifferten die Rotationsrate auf 243,1 Tage. Sie zeigten auch, dass die Venus eine rückläufige Rotation hat, was bedeutet, dass sie sich in die entgegengesetzte Richtung zur Erde und den meisten anderen Planeten im Sonnensystem dreht. (Uranus hat auch eine retrograde Rotation.)
Das war nicht das Ende der Messung der LOD von Venus. Nachfolgende Radarbeobachtungen ergaben unterschiedliche Werte, manchmal um bis zu sechs Minuten. Vielleicht würde ein Raumschiff einen besseren Job machen.
1989 startete die NASA das Raumschiff Magellan. Magellan kam im August 1990 auf der Venus an und betrat eine dreistündige, nahezu polare elliptische Umlaufbahn. Nach 487 Tagen und fast 1800 Umlaufbahnen beendete Magellan seine Kartierungsmission und maß die LOD der Venus bei 243.0185 Tagen mit einer Unsicherheit von neun Sekunden.
Wissenschaftler messen seitdem die Rotationsrate der Venus und können keine konsistente Antwort erhalten. Hierfür wurden verschiedene Erklärungen vorgeschlagen, z. B. der Luftwiderstand aus der dichten Atmosphäre der Venus oder das solare Gezeitendrehmoment. Eine genaue Zahl ist jedoch schwer zu ermitteln.
Abgesehen davon, dass wir uns in der unangenehmen Lage befinden, nicht zu wissen, wie schnell sich unser enger Nachbar dreht, gibt es einen praktischen Grund, es wissen zu wollen: dort ein Raumschiff zu landen.
Die Venus ist ein unwirtlicher Ort. Blasentemperaturen und drückender atmosphärischer Druck haben die Oberflächenerkundung des Planeten auf eine Handvoll sowjetischer Sonden beschränkt. Es handelte sich um die Sondenfamilie Venera, die ab 1961 zur Venus geschickt wurden.
Es gibt jedoch Pläne, weitere Raumschiffe zur Erkundung der Venus zu schicken. Ohne die Rotationsrate zu kennen, ist es für ein Raumschiff sehr schwierig, eine Landung zu halten. Die derzeitige Unsicherheit in der Rotationsrate bedeutet, dass ein Raumschiff sein Ziel um 21 km verfehlen könnte. Die Venus ist bereits ein ausreichend gefährliches Ziel, ohne so viele Fehler einzuladen.
Ein Team von Wissenschaftlern des Smithsonian Astrophysical Observatory, der Cornell University, des Jet Propulsion Observatory und anderer Institutionen wollte eine genauere Messung entwickeln. Sie analysierten von 1988 bis 2017 29 Jahre erdgestützter Radardaten auf der Venus. Ihr Artikel trägt den Titel „Die mittlere Rotationsrate der Venus aus 29 Jahren erdgestützter Radarbeobachtungen“. Es wurde in der Zeitschrift Icarus veröffentlicht.
Die Radarbildgebung gab dem Team einen Einblick in Oberflächenmerkmale und ihre Positionen über 29 Jahre. Anstatt zu versuchen, eine genaue, stabile Tageslänge (LOD) für die Venus festzulegen, wurde ein Mittelwert von 243,0212 ± 0,0006d ermittelt. Dieser Mittelwert ist wichtig für zukünftige Missionen.
Obwohl ein exakter, grundsolider Wert für Venus 'LOD aufgrund von Schwingungen durch Luftwiderstand und solares Drehmoment immer noch unerreichbar ist, ist dieser neue Mittelwert immer noch wertvoll. Je weiter wir von der Magellan-Mission entfernt sind, desto wichtiger ist es.
Dies liegt daran, dass unsere Karte der Oberflächenmerkmale der Venus immer noch von den 487 Tagen und fast 1800 Umlaufbahnen abhängt, die Magellan 1990 abgeschlossen hat. Diese Karten spielen immer noch eine große Rolle bei der Auswahl der Landeplätze, und die Oberflächenmerkmale in diesen Karten „driften“. Wie das Team in seiner Arbeit sagt, "sind die aktuellen Positionsversätze aus den Vorhersagen der Magellan-Epoche bereits> 20 km Ost-West in der Nähe des Äquators." Je mehr Zeit zwischen Magellan und einer Mission zur Venus vergeht, desto größer werden diese Offsets.
Zukünftige Missionen zur Venus werden wahrscheinlich auf das Hochlandgelände der Tessera abzielen. Dieses Gelände ist ein komplexes Muster sich überschneidender Sätze subparalleler Brüche und Grate. Venus hat ein globales Netzwerk von tektonischen Gürteln, die dieses Terrain durchqueren. Das Tessera-Hochlandgelände ist wahrscheinlich uralt im Vergleich zu dem auf der Venus vorherrschenden Lavastromgelände, und die Landung dort würde die Ziele der Roadmap 2014 für die Venuserkundung erfüllen. In diesem Dokument werden die Missionsziele für die Venus beschrieben, darunter „Untersuchung der Oberflächengeochemie und Mineralogie auf einem Tesserae-Hochland“.
Obwohl die genaue Art einer Mission an der Oberfläche der Venus noch nicht sicher ist, scheint es sicher zu sein, dass es dort Lander geben wird. Vielleicht bis Ende der 2020er Jahre. Und wenn das Hochland der Steinchen das Ziel ist, bedeutet dies, dass einige Gefahren zu bewältigen sind. Diese Region verfügt über steile Hänge und geeignete Landeflächen mit einem Durchmesser von nur wenigen Kilometern.
Diese Studie reduziert die Unsicherheit in Venus 'LOD auf den bisher kleinsten Wert. Gleichzeitig erhöht es die Genauigkeit der Planung und Durchführung einer Landung. Und in den nächsten Jahren könnten weitere Messungen der LOD der Venus diesen Fehler noch weiter reduzieren.
Mehr:
- Pressemitteilung: Die Rotation der Venus
- Forschungsbericht: Die mittlere Rotationsrate der Venus aus 29 Jahren erdbasierter Radarbeobachtung
- Space Magazine: Lavaströme auf der Venus deuten darauf hin, dass der Planet niemals warm und nass war
