Det er et problem med Venus. Vi vet ikke hvor raskt den roterer. For en romfarende sivilisasjon som vår, det er et problem.
Det er ganske greit å måle lengden på dagen, eller rotasjonsfrekvensen for de fleste kropper. Merk en fremtredende overflatefunksjon og tid hvor lang tid det tar å rotere 360 grader. Men Venus er pledd i tykke skyer. Disse skyene gir den sin refleksjonsevne og gjør den lys og merkbar på himmelen, men de gjør det vanskelig å måle Venus 'daglengde.
I 1963 gjennomhørte radarobservasjoner fra Jorden det tykke skydekket og målte Venus 'daglengde (LOD). Disse observasjonene festet rotasjonsfrekvensen på 243,1 dager. De avslørte også at Venus har en retrograd rotasjon, noe som betyr at den roterer i motsatt retning av Jorden og de fleste andre planeter i solsystemet. (Uranus har også en retrograd rotasjon.)
Det var ikke slutten på å måle Venus 'LOD. Påfølgende radarobservasjoner kom med forskjellige verdier, noen ganger med opptil seks minutter. Kanskje et romskip ville gjort en bedre jobb.
I 1989 lanserte NASA Magellan-romfartøyet. Magellan ankom Venus i august 1990 og gikk inn i en tre timers nær polar elliptisk bane. Etter 487 dager, og nesten 1800 baner, fullførte Magellan kartleggingsoppdraget, og målte også Venus 'LOD på 243.0185 dager, med en usikkerhet på ni sekunder.
Forskere har målt Venus ’rotasjonsrate helt siden, og kan ikke få et konsistent svar. Det har vært forskjellige foreslåtte forklaringer på dette, som atmosfærisk drag fra Venus 'tykke atmosfære, eller tidevannsmoment for solenergi. Men et eksakt antall har vært unnvikende.
Foruten å være i den ubehagelige posisjonen med å ikke vite hvor fort vår nære roterer, er det en praktisk grunn til å ville vite: å lande romfartøy der.
Venus er et ugjestmilde sted. Blærende temperaturer og knusing av atmosfæretrykk har begrenset overflatenes utforskning av planeten til en håndfull sovjetiske sonder. De var sonderfamilien Venera, som ble sendt til Venus med start i 1961.
Men det er planer om å sende mer romfartøy for å utforske Venus. Uten å vite rotasjonsfrekvensen, er det veldig vanskelig for et romskip å stikke en landing. Den nåværende usikkerheten i rotasjonshastigheten gjør at et romfartøy kan gå glipp av målet sitt med 21 km. Venus er et farlig nok mål allerede uten å invitere så mye feil.
Et team av forskere fra Smithsonian Astrophysical Observatory, Cornell University, Jet Propulsion Observatory og andre institusjoner ønsket å komme med en mer nøyaktig måling. De analyserte 29 år med jordbaserte radardata om Venus, fra 1988 til 2017. Deres papir har tittelen "Den gjennomsnittlige rotasjonshastigheten for Venus fra 29 år med jordbaserte radarobservasjoner." Den er publisert i tidsskriftet Icarus.
Radarbildingen ga teamet en titt på overflatefunksjonene og deres posisjoner gjennom 29 år. Heller enn å prøve å spikre en nøyaktig, stabil daglengde (LOD) for Venus, kom de opp til en gjennomsnittsverdi på 243.0212 ± 0.0006d. Denne middelverdien er viktig for fremtidige oppdrag.
Selv om en nøyaktig bunnsolid verdi for Venus 'LOD fremdeles er utenfor rekkevidde, på grunn av svingninger fra atmosfærisk drag og solmoment, er dette nye middelet fortsatt verdifullt. Jo lenger bort i tid vi kommer fra Magellan-oppdraget, desto mer betyr det.
Det er fordi kartet vårt over Venus 'overflateegenskaper fremdeles er avhengig av de 487 dagene og nesten 1800 banene som Magellan fullførte tilbake i 1990. Disse kartene spiller fortsatt en stor rolle i valg av landingsplasser, og overflatefunksjonene i disse kartene er “drivende”. Som teamet sier i papiret, er “de nåværende posisjonelle forskyvningene fra Magellan-epoke-spådommene allerede> 20 km øst-vest nær ekvator.” Jo mer tid som går mellom Magellan og et oppdrag til Venus, jo mer vil forskyvningene vokse.
Fremtidige oppdrag til Venus vil sannsynligvis være rettet mot tesseraens høylandsterreng. Det terrenget er et sammensatt mønster av kryssende sett med subparallelle brudd og rygger. Venus har et globalt nettverk av tektoniske belter som krysser dette terrenget. Det høye terrenget i tessera er antagelig eldgamelt sammenlignet med lavastrømningsterrenget som var utbredt på Venus, og landing der ville oppfylle målene for 2014-veikartet for Venus Exploration. Dette dokumentet skisserer oppdragsmål for Venus som inkluderer "Studere overflategeokjemi og mineralogi på et tesserae-høyland."
Selv om den eksakte naturen til ethvert oppdrag til overflaten av Venus ikke er sikker ennå, virker det sikkert at det vil være landere der. Kanskje i slutten av 2020-årene. Og hvis tesserae-høylandet er destinasjonen, betyr det at det er noen farer å kjempe med. Den regionen har bratte bakker og egnede landingsområder som bare ligger noen kilometer over.
Denne studien reduserer usikkerhetsnivået i Venus 'LOD til den minste mengden ennå. Samtidig øker det nøyaktigheten av planlegging for og utførelse av en landing. Og i løpet av de neste årene kan ytterligere målinger av Venus 'LOD redusere feilen enda mer.
Mer:
- Pressemelding: The Rotation of Venus
- Forskningsartikkel: Den gjennomsnittlige rotasjonshastigheten for Venus fra 29? År med jordbaserte radarobservasjoner
- Space Magazine: Lava Flows on Venus antyder at planeten aldri var varm og våt
