martes, 16 de agosto de 2016

El Venus de Akatsuki



El Venus de Akatsuki


Después de vagar casi cinco años por el sistema solar interior, la sonda japonesa Akatsuki logró situarse en órbita de Venus el pasado 7 de diciembre de 2015 con el fin de iniciar una misión científica de dos años. Aktsuki puede ahora estudiar la atmósfera de Venus y su interacción con la superficie y el viento solar. El 20 de diciembre se cambió la órbita de la sonda para ajustarse a los parámetros de su nueva misión, bastante distinta de la original, que preveía una inserción orbital en 2010. Esta nueva órbita es mucho más elíptica que la planeada en un principio: el periastro es de unos 4000 kilómetros, mientras que apoastro está a 360 000 kilómetros, es decir, la sonda se aleja de Venus diez veces (!) más de lo planeado en principio. Como resultado, la sonda tarda diez días y medio en dar una vuelta alrededor de Venus y las imágenes tienen menor resolución (en el apoastro Venus ocupa apenas 1,9º visto desde Akatsuki).


Imagen de Venus del 25 de marzo de 2016 tomada por Akatsuki a partir de imágenes tomadas en las longitudes de onda de 1,74 micras y 2,26 micras (JAXA).
Imagen de Venus del 25 de marzo de 2016 tomada por Akatsuki a partir de imágenes tomadas en las longitudes de onda de 1,74 micras y 2,26 micras (ISAS/JAXA).
Akatsuki (あかつき, “amanecer” o “lucero del alba” en japonés) posee cuatro cámaras, tres que trabajan en el infrarrojo (LIR, IR1 e IR2) y una en el ultravioleta (UVI), además de la cámara LAC diseñada específicamente para observar la interacción con el viento solar y buscar posibles rayos y relámpagos. Las cámaras IR1 e IR2 están centradas en la banda espectral de una y dos micras respectivamente —de ahí su nombre— y su objetivo es estudiar la superficie y la capa inferior de nubes para buscar evidencias de vulcanismo activo y estudiar la circulación de la troposfera. La cámara LIR observa las nubes más altas y se dedica a analizar la circulación en la estratosfera, al igual que la cámara UVI, aunque esta última también sigue el rastro del dióxido de azufre en la atmósfera, un compuesto fundamental a la hora de comprender el vulcanismo venusino y el comportamiento de la capa de nubes de ácido sulfúrico.


Primeras imágenes de Venus obtenidas desde la órbita por Akatsuki en diciembre de 2015 (ISAS/JAXA).
Primeras imágenes de Venus obtenidas desde la órbita por Akatsuki en diciembre de 2015 (ISAS/JAXA).


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Venus visto por la cámara IR1 de Akatsuki a 68 000 kilómetros de distancia el 7 de diciembre de 2015 (ISAS/JAXA).


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Instrumentos de Akatsuki (ISAS/JAXA).


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Zonas de la atmósfera y la superficie estudiadas por los instrumentos de Akatsuki (ISAS/JAXA).
La nueva misión científica de Akatsuki dio comienzo oficialmente en abril. La sonda ha proporcionado ya sus primeros resultados científicos, incluyendo, como no, el estudio de la particular superrotación atmosférica del planeta. Esto es, la atmósfera gira más rápido que el propio Venus y las nubes se mantienen más o menos en la misma latitud, un fenómeno que también ocurre en Titán, por ejemplo, pero no en la Tierra o Marte, mundos con atmósferas dominadas por movimientos atmosféricos que cruzan distintas latitudes (células de Hadley). Puede que por el momento los resultados no hayan sido espectaculares y estén en la línea de lo observado por otras misiones como Pioneer Venus (EEUU), VeGa/Venera (URSS) o Venus Express (ESA), pero no olvidemos que las cámaras de Akatsuki estuvieron apagadas durante los cinco años de travesía interplanetaria. El que después de todo hayan funcionado correctamente dice mucho a favor de sus diseñadores.


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Inserción orbital de Akatsuki, órbita inicial y actual (ISIS/JAXA).


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Secuencia de observación de la sonda durante su órbita (ISIS/JAXA).


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Resolución de las cámaras de Akatsuki en cada posición de la órbita (ISIS/JAXA).
Pero Akatsuki no solo estudiará la atmósfera y las nubes de Venus. Al igual que la Venus Express, Akatsuki usa la variación en temperatura de la superficie para identificar características del terreno en el infrarrojo, una característica especialmente útil para identificar volcanes activos. Sirva de ejemplo la siguiente imagen de la cámara IR1 —tomada el 21 de enero a 44 000 kilómetros de distancia— en la que vemos la silueta de Afrodita Terra, uno de los ‘continentes’ de Venus. Esto es posible porque, a pesar de que la superficie venusina es un infierno con temperaturas que rondan los 500º C, Afrodita Terra está más o menos a 4 kilómetros por encima de la altura media del planeta, así que su temperatura es cerca de 30º C inferior a la superficie circundante. De ahí que se vea más oscura en las imágenes infrarrojas de IR1, porque, y aunque no lo parezca, la imagen corresponde al hemisferio nocturno de Venus. No obstante, las observaciones nocturnas no pueden llevarse a cabo si la sonda está dentro de un cono de 33º en posición contraria al Sol por culpa de la luz reflejada por el planeta.


En esta imagen de IR1 del 21 de enero de 2016 se aprecia el perfil de Afrodita Terra (ISAS/JAXA).
En esta imagen de IR1 del 21 de enero de 2016 se aprecia el perfil de Afrodita Terra (ISAS/JAXA).


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Limitaciones de las observaciones de Venus en función de su ángulo con el Sol (ISAS/JAXA).


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Condiciones de observación de Akatsuki desde su inserción orbital. Como se ve, la orbita precesiona y los apoastros se alternan sobre el hemisferio nocturno y diurno (ISAS/JAXA).
Por su parte, la cámara IR2 nos ha ofrecido imágenes de las capas de nubes más altas, tanto en el hemisferio nocturno como diurno. Según la altura de dichas nubes, estas aparecen más o menos oscuras en las imágenes. Las nubes situadas a latitudes por encima de 50º norte y sur se ven menos brillantes al estar unos cuatro kilómetros por debajo del resto. La cámara LIR también ha observado el hemisferio diurno y ha descubierto ciertas estructuras que todavía no se comprenden demasiado bien.


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Imágenes del hemisferio diurno de Venus de la cámara IR2 del 11 de diciembre de 2015 en 2,02 micras. Se aprecia la variación del brillo —y altura— según la latitud (ISAS/JAXA).


Composición de imágenes de la cámara IR2 tomadas el 29 de marzo de 2016 a 360 000 kilómetros de distancia. A la derecha se aprecia el hemisferio nocturno, a la izquierda, saturado, el diurno (ISAS/JAXA).


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Imágenes de la cámara LIR de diciembre de 2015 (ISAS/JAXA).
Las observaciones de la cámara UVI nos recuerdan a imágenes muy similares obtenidas por otras misiones (las nubes de ácido sulfúrico se aprecian muy bien en estas longitudes de onda), aunque Akatsuki es capaz de ver en un rango del espectro que hasta ahora no se había podido estudiar. Además de las cámaras, Akatsuki usa como muchas otras sondas sus señales de radio para analizar el perfil de la atmósfera, permitiendo así averiguar la densidad, temperatura y abundancia de nubes a distintas alturas.


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Observaciones de Venus de la cámara UVI (ISAS/JAXA).


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Comparación del rango espectral cubierto por UVI comparado con los instrumentos de otras misiones (ISAS/JAXA).


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Perfil de densidades y temperaturas atmosféricas obtenidos por Akatsuki en marzo de 2016 (ISAS/JAXA).
Sea como sea, la misión de Akatsuki no ha hecho más que empezar. Durante los próximos dos años la sonda japonesa debe mostrarnos un nuevo rostro del lucero del alba que servirá para entender un poco mejor al hermano descarriado de la Tierra. Y si todo sale bien, la misión podría prolongarse hasta cinco años. O sea, que tenemos Akatsuki para rato.


Imagen de la cámara IR2 en 2,26 micras del 26 de marzo de 2016 (JAXA).
Imagen de la cámara IR2 en 2,26 micras del 26 de marzo de 2016 (JAXA).
Referencias:
  • http://www.isas.jaxa.jp/j/topics/topics/2015/1221.shtml
  • http://fanfun.jaxa.jp/jaxatv/files/20160331_akatsuki.pdf
  • http://www.isas.jaxa.jp/j/enterp/missions/akatsuki/compile/gallery.shtml#photo
http://danielmarin.naukas.com/2016/05/25/el-venus-de-akatsuki/#more-55372
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