Seit über 50 Jahren versuchen Menschen, die dicken Wolken der Venus zurückzuziehen, um ihre Oberfläche zu untersuchen. Die meisten Beobachtungen haben die langen Wellenlängen des Radars angezapft, um die Wolkenschichten zu durchbohren. Jetzt haben Wissenschaftler langfristige Radarbeobachtungen der Oberfläche des Planeten kombiniert, um ein langjähriges Rätsel hinter der Länge des Venus-Tages zu klären.Auf der Erde ist es einfach zu messen, wie lange ein Tag dauert. Sie wählen einfach eine Funktion aus und verfolgen, wie lange es dauert, bis die Sonne in dieselbe Position zurückkehrt. Venus ist nicht so einfach. Auf der Venus dauert ein Tag etwa 243 Erdtage., Das ist länger, als der Planet braucht, um eine Umlaufbahn um die Sonne zu vollenden. Ein venusianisches Jahr umfasst also nur 225 Erdtage. Die Wolken machen die Dinge noch schwieriger. Sie bedecken die Oberfläche und erschweren das Auffinden von Merkmalen.Dank Radar und Raumfahrzeugen wie der Magellan-Mission der NASA, die Anfang der 1990er Jahre vier Jahre lang die Venus besuchte, dachten Astronomen, sie hätten die Länge eines Venustages im Griff.Aber als die Venus Express-Mission der Europäischen Weltraumorganisation in die Welt zurückkehrte, fand ein Team von Wissenschaftlern etwas Seltsames., In 2012 veröffentlichten Untersuchungen zeigten sie, dass die durchschnittliche Rotationsperiode zwischen 1991 und 2007 kürzer war als die durchschnittliche Rotationsperiode, die Magellan zwischen 1991 und 1993 gemessen hatte.
Das Geheimnis macht es schwierig zu verstehen, was auf der Oberfläche des Planeten passiert, Informationen, die erklären können, warum eine Welt, die so ähnlich wie die Erde begann, zu einer extremen Hotbox wurde. Der Mangel an Wissen könnte es auch schwierig machen, einen Lander zur Venus zu schicken, obwohl dieses Ziel kürzlich erhebliche wissenschaftliche Unterstützung erhalten hat.,
Jetzt haben Forscher fast 30 Jahre Erdbeobachtungen der Venus kombiniert, um eine durchschnittliche Rotationsrate für den Planeten zu berechnen. Der neue Durchschnitt ist langsamer als der von Magellan berechnete Durchschnitt über einen deutlich kürzeren Beobachtungszeitraum von 487 Tagen.
„Venus Express hat nur gesehen, dass es einen Unterschied gab, aber es gab eine ziemlich große Unsicherheit“, sagte Studienautor und Planetenwissenschaftler Bruce Campbell von der Smithsonian Institution in Washington, DC „Wir haben diese Unsicherheit auf ein viel feineres Niveau gebracht.,“
Die neuen Ergebnisse legen nahe, dass die durchschnittliche Rotation der Venus im Laufe von 29 Jahren von 1988 bis 2017 243 Tage betrug 30,5 Minuten. Das steht im Gegensatz zu Magellans Durchschnitt von 243 Tagen 26,6 Minuten.
„Idealerweise möchten Sie die Dinge Jahr für Jahr genau messen können“, sagte Campbell. „Von großem Interesse ist, wie die langfristige Vorhersage beeinflussen, wo ein Punkt auf der Oberfläche sein wird“, sagte er. Mit anderen Worten, wenn Sie einen Roboterforscher in einer Region des Planeten fallen lassen möchten, müssen Sie wissen, wie schnell sich dieser Punkt dreht.,
Sowohl Magellan als auch Venus Express beobachteten den Planeten nur wenige Jahre im Detail. Die neuen Messungen, die in der Zeitschrift Icarus veröffentlicht wurden, machen einen Schritt zurück, um die Spin über Jahrzehnte mit dem Arecibo Observatory in Puerto Rico und dem Green Bank Observatory in West Virginia zu betrachten. Während sie nicht festnageln, wie sich der Spin des Planeten von Jahr zu Jahr ändert, bieten sie einen langfristigen Durchschnitt, der für den Besuch von Raumfahrzeugen nützlich sein kann, einer, der für beide Raumfahrzeugmessungen geeignet ist.,
„Wenn wir in 20 Jahren an einem bestimmten Ort auf der Venus landen wollen, möchte ich sicher sein, dass meine Vorhersage so solide wie möglich ist“, sagte Campbell. „Ich möchte 20 Jahre nicht vorhersagen und dann herausfinden, dass der Landeplatz 5, 10, 15 Kilometer entfernt ist.“
Venus ‚ changing days
Lange bevor die Raumsonde die Venus besuchte, versuchten erdgestützte Teleskope bereits, ihre Geheimnisse zu enthüllen. In den 1960er Jahren verwendeten Wissenschaftler Radar, um festzustellen, dass sich der Planet im Vergleich zu seiner Umlaufbahn, die Astronomen als retrograde Rotation bezeichnen, rückwärts dreht., In den nächsten 20 Jahren verfolgten Astronomen die Merkmale der Venus, um die Länge eines Tages zu bestimmen.
Als Magellan auf der Venus ankam, war seine Messung des Planetentages bereits fast 5 Minuten länger als die Radarmessungen. Fast 20 Jahre später setzte Venus Express den Tag 7 Minuten zurück, näher an den ursprünglichen Berechnungen von erdgestützten Instrumenten.
Was verändert also die Rotationsrate des Planeten? Frühere Studien haben gezeigt, dass die schwere Atmosphäre, die viel dicker als die der Erde ist, den Spin des Planeten beeinflussen kann., Gravitationsschlepper von Erde und Sonne können auch eine Rolle bei der Veränderung der Tageslänge spielen. Das bedeutet, dass jeder Tag auf der Venus (der wiederum 243 Erdtage dauert) je nach Wetterlage etwas länger oder kürzer sein kann als der zuvor.
Venus hört nicht auf zu drehen
Diese Änderungen sind nicht unbedingt dauerhaft. Während die neue Forschung eine andere durchschnittliche Tageslänge als frühere Messungen zeigt, warnen Campbell und seine Kollegen, dass ihre Ergebnisse nicht bedeuten, dass der Planet eines Tages aufhören wird, sich zu drehen., Insgesamt wird der Spin der Venus durch ein Gleichgewicht zwischen dem Gezeitenzug der Sonne in der Atmosphäre sowie auf dem festen Planeten selbst bestimmt.
„Wir wissen nicht, ob sich die Rotation der Venus verlangsamt oder beschleunigt“, sagt Jean-Luc Margot, Planetenwissenschaftler an der UCLA, der Teil der neuen Erkenntnisse war. „Tatsächlich kann sich die Spinrate der Venus zu diesem Zeitpunkt sehr gut beschleunigen.“
Ein Teil des Problems beim Sortieren der Rotation des Planeten beruht auf mangelnder Präzision.,
„Für die Venus haben wir keine hochpräzisen Messungen“, sagte Nils Müller, Forscher am Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt, der die Forschung 2012 leitete.
Da Raumfahrzeuge auf ihren Oberflächen gelandet sind, haben Mars und Mond viel engere Rotationsmessungen. Campbell würde gerne diese Art von Präzision auf der Venus sehen. In den 1970er Jahren hinterließen Apollo-Astronauten Spiegel auf der Mondoberfläche, mit denen Forscher einen Laserstrahl von der Erde zum Mond und zurück schießen konnten. Marslander hatten Funksignale, die ihre Position zurück zur Erde übertragen., Beide ermöglichen präzise Rotationsmessungen. „Wir haben keine davon für Venus“, sagte Campbell.
Das kann sich in naher Zukunft ändern.
„Es gibt eine Menge Aufregung in diesen Tagen zurück auf die Venus,“ Campbell said. Die NASA untersucht eine vorgeschlagene Mission namens VERITAS oder Venus Emissionsgrad, Radiowissenschaft, InSAR, Topographie und Spektroskopie, die eine hochauflösende Karte des Planeten erstellen würde. Die Europäische Weltraumorganisation hat auch einen Missionsvorschlag namens EnVision. Wie VERITAS würde EnVision eine hochauflösende Radarkartierung durchführen.,
„Dies würde Ihnen beide eine signifikante Verbesserung der Bildauflösung gegenüber Magellan bringen“, sagte Campbell. Keine der beiden Missionen wurde bisher finanziert.