Venus (PLANETA) características y exploración espacial

Venus, es el segundo planeta más cercano al Sol, destaca como el objeto más brillante en el firmamento después del Sol y la Luna. Este fascinante planeta recibe el nombre de "el lucero del alba" cuando se alza por el horizonte oriental durante el amanecer, y "el lucero de la tarde" cuando se encuentra en el horizonte occidental al atardecer. En tiempos antiguos, el lucero de la tarde era conocido como Hesperus, mientras que el lucero del alba era llamado Phosphorus o Lucifer. Debido a las diferencias en las órbitas de Venus y la Tierra con respecto al Sol, Venus no es visible por más de tres horas antes del amanecer o después del ocaso.

 

Introducción

Cuando se observa a través de un telescopio, Venus exhibe fases similares a las de la Luna. Durante su fase completa, el planeta parece más pequeño ya que se encuentra en el lado más distante del Sol desde la Tierra. En su fase creciente, Venus muestra su máxima luminosidad, con una magnitud de -4.4, lo que equivale a 15 veces el brillo de la estrella más brillante. Estas fases y posiciones en el cielo se repiten en un ciclo sinódico de 1.6 años. Los tránsitos de Venus a través de la cara del Sol son eventos raros y ocurren en pares con una diferencia de ocho años, aproximadamente una vez cada siglo.

A pesar de estar ubicado más distante del Sol que Mercurio, Venus se destaca por tener la atmósfera más caliente en todo el sistema solar. Esta característica se debe a su composición principalmente compuesta por gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, los cuales retienen una gran cantidad de calor proveniente del Sol.

Aunque actualmente carece de agua líquida y su superficie presenta condiciones consideradas incompatibles con la vida tal como la conocemos, descubrimientos recientes revelan la presencia de fosfina en su entorno, una molécula generada en la Tierra por microorganismos, lo que sugiere la posibilidad de una vida existente en Venus.

No obstante, el Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA y otros expertos han propuesto que, en el pasado, Venus pudo haber albergado océanos con una cantidad de agua similar a la de la Tierra, y haber reunido condiciones propicias para la habitabilidad planetaria.

Venus se caracteriza por su movimiento dextrógiro, es decir, gira en la dirección opuesta a la mayoría de los otros planetas, siguiendo el sentido de las manecillas del reloj. Esto se refleja en el curioso fenómeno de que, en un día venusiano, el Sol aparenta salir por el oeste y ponerse por el este.

A pesar de esta particularidad, las nubes en la atmósfera de Venus pueden dar la vuelta al planeta en aproximadamente cuatro días terrestres. Antes de los estudios realizados mediante sondas espaciales y radares, se creía erróneamente que Venus tenía un período de rotación de alrededor de cuatro días terrestres.

Características físicas

Atmósfera

Venus cuenta con una atmósfera densa compuesta principalmente de dióxido de carbono, con una pequeña cantidad de nitrógeno. A nivel de la superficie, la presión atmosférica es aproximadamente 90 veces mayor que la presión en la superficie terrestre, lo que equivale a la presión que se experimentaría sumergido a una profundidad de un kilómetro bajo el agua. El abundante dióxido de carbono en la atmósfera genera un intenso efecto invernadero, elevando la temperatura en la superficie del planeta a alrededor de 464 °C en las regiones cercanas al ecuador y a menor altitud. Sorprendentemente, esto hace que Venus sea más caliente que Mercurio, a pesar de estar más alejado del Sol y recibir solo el 25% de su radiación solar (2613.9 W/m² en la atmósfera superior y 1071.1 W/m² en la superficie).

Debido a la gran inercia térmica de su atmósfera masiva y al transporte de calor generado por los vientos atmosféricos, la temperatura en Venus apenas varía entre el día y la noche. Aunque Venus tiene una rotación lenta (menos de una rotación por año venusiano, lo que equivale a una velocidad de rotación en el ecuador de solo 6.5 km/h), los vientos en la atmósfera superior circundan el planeta en un período de tan solo 4 días, distribuyendo eficientemente el calor. Además del movimiento horizontal de la atmósfera de oeste a este, también hay un movimiento vertical en forma de célula de Hadley, que transporta el calor desde el ecuador hacia las regiones polares e incluso hacia latitudes medias en el lado no iluminado del planeta.

La superficie de Venus recibe muy poca radiación solar directa debido a diversos factores. La densa capa de nubes que cubre el planeta refleja gran parte de la luz solar de vuelta al espacio, y la luz que logra atravesar las nubes es absorbida en su mayoría por la atmósfera. Como resultado, la mayor parte de la radiación solar no alcanza la superficie y no contribuye a calentarla. El albedo bolométrico de Venus, que representa la cantidad total de radiación reflejada, es de alrededor del 60%, lo que significa que refleja una gran cantidad de la luz solar que recibe. Además, su albedo visual es aún mayor, lo que indica que refleja incluso más luz de lo que se esperaría. A pesar de estar más cerca del Sol que la Tierra, la superficie de Venus no se calienta ni se ilumina de acuerdo con la cantidad de radiación solar que recibe.

En ausencia del efecto invernadero, se podría esperar que la temperatura en la superficie de Venus fuera similar a la de la Tierra. Sin embargo, el enorme efecto invernadero generado por la abundante cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera atrapa el calor, provocando las altas temperaturas características de este planeta.

Geología

Venus se distingue por su lenta rotación retrógrada, lo que implica que gira de este a oeste en lugar de seguir la dirección convencional de oeste a este, como la mayoría de los otros planetas principales. Urano también exhibe una rotación retrógrada, aunque su eje de rotación, inclinado en 97.86°, prácticamente se encuentra sobre el plano orbital. El origen de esta peculiaridad en Venus aún es desconocido, aunque se especula que podría ser resultado de una colisión con un asteroide en algún lejano pasado. Además de esta inusual rotación retrógrada, Venus presenta una relación casi sincrónica entre su período de rotación y su órbita, lo que significa que siempre muestra la misma cara hacia la Tierra durante su máxima aproximación (aproximadamente cada 5.001 días solares venusianos entre cada conjunción inferior). Esta sincronización podría ser producto de las fuerzas de marea que influyen en la rotación de Venus cada vez que los dos planetas se acercan lo suficiente, aunque el mecanismo exacto aún no se comprende con claridad.

Venus presenta dos extensas mesetas que se asemejan a continentes, emergiendo sobre una vasta llanura. La meseta del norte es conocida como Ishtar Terra y alberga la montaña más alta de Venus, denominada Maxwell Montes en honor a James Clerk Maxwell. Esta montaña se eleva aproximadamente dos kilómetros más alto que el monte Everest. Ishtar Terra tiene un tamaño comparable al de Australia. En el hemisferio sur se encuentra Aphrodite Terra, de mayor tamaño que la anterior y con una extensión equivalente a Sudamérica. Entre estas mesetas, se pueden encontrar algunas depresiones en el terreno, como Atalanta Planitia, Guinevere Planitia y Lavinia Planitia. Con la excepción del monte Maxwell, todas las características distintivas del terreno de Venus reciben nombres de mujeres de la mitología.

Debido a la densa atmósfera de Venus, los meteoritos que ingresan en su atmósfera se desintegran abruptamente durante el descenso. Sin embargo, los meteoritos más grandes pueden llegar a la superficie, ocasionando la formación de cráteres si poseen suficiente energía cinética. Debido a este fenómeno, no es posible que se formen cráteres de impacto de tamaño inferior a 3,2 kilómetros de diámetro.

Observación y exploración

Desde tiempos prehistóricos, Venus ha sido el astro más destacado en los cielos matutinos y vespertinos de la Tierra, después del Sol y la Luna. Su presencia en el firmamento ha sido reconocida y documentada desde la antigüedad. Uno de los registros más antiguos que han sobrevivido proviene de la biblioteca babilónica de Asurbanipal, datado alrededor del 1600 a.C., y es un registro de 21 años que describe la apariencia de Venus (que los antiguos babilonios llamaban Nindaranna).

Los sumerios y babilonios antiguos se referían a Venus como "Dil-bat" o "Dil-i-pat". En la ciudad mesopotámica de Akkad, era considerada la estrella de la diosa madre Ishtar. En la cultura china, su nombre es "Jīn-xīng" (金星), que se traduce como el planeta del elemento metal. Para los mayas, Venus era considerado el cuerpo celeste más importante y lo llamaban "Chak ek", que significa la gran estrella.

En la Antigua Grecia, se creía que las apariciones matutinas y vespertinas de Venus eran dos cuerpos celestes distintos, y se les llamaba Hesperus cuando aparecía en el cielo occidental al atardecer, y Phosphorus cuando aparecía en el cielo oriental al amanecer.

Durante el siglo XIX, muchos observadores creían que Venus tenía un período de rotación cercano a las 24 horas. Sin embargo, el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli fue el primero en proponer que la rotación de Venus estaba sincronizada con el Sol, lo que significaba que su período de rotación era mucho más corto.

Aunque esta hipótesis resultó ser inexacta tanto para Venus como para Mercurio, se acercó bastante a la realidad. En 1961, durante la conjunción de Venus, se realizó la primera observación directa del período de rotación utilizando radar. Esto se llevó a cabo desde una antena de 26 metros en Goldstone, California, así como desde el observatorio de radioastronomía Jodrell Bank en el Reino Unido y las instalaciones de espacio profundo de la Unión Soviética en Eupatoria.

Con el tiempo, se refinó la precisión del período de rotación a través de posteriores conjunciones, principalmente mediante observaciones en Goldstone y Eupatoria. No fue hasta 1964 que se confirmó de manera concluyente que la rotación de Venus era retrógrada, es decir, en dirección opuesta a la mayoría de los otros planetas.

En septiembre de 2020, se publicó un emocionante descubrimiento en la revista Nature Astronomy. Durante las observaciones de Venus, se detectaron trazas de fosfinas (PH3) en las capas superiores de su atmósfera. Las fosfinas son sustancias que, según el conocimiento científico actual, solo pueden ser producidas por la actividad humana o como subproducto metabólico de ciertas bacterias.

Este hallazgo sugiere la posibilidad de la existencia de colonias bacterianas en esas altitudes, lo que abriría la puerta a la posibilidad de vida extraterrestre y demostraría que las condiciones para la vida tal como la conocemos en la Tierra podrían ser posibles en otros planetas.

Exploración espacial

La órbita de Venus se encuentra aproximadamente un 28 % más cerca del Sol que la de la Tierra, lo cual plantea desafíos para las misiones espaciales dirigidas hacia este planeta. Las naves espaciales que se dirigen hacia Venus deben viajar más de 41 millones de kilómetros, adentrándose en el pozo gravitatorio del Sol, lo que implica la pérdida de parte de su energía potencial.

Esta energía potencial se transforma en energía cinética, lo que resulta en un aumento de la velocidad de la nave. Sin embargo, la atmósfera de Venus no permite maniobras de frenado atmosférico similares a las realizadas en Marte. Dado que Venus tiene una atmósfera masiva y sus capas exteriores son variables y complicadas, se requiere una información extremadamente precisa sobre la densidad atmosférica en las capas superiores, lo que dificulta este tipo de maniobras.

La exploración de Venus comenzó con la sonda espacial soviética Venera 1, lanzada el 12 de febrero de 1961, convirtiéndose en la primera sonda en dirigirse a otro planeta. Sin embargo, la nave experimentó fallas durante su trayecto. La primera sonda exitosa en llegar a Venus fue la estadounidense Mariner 2 en 1962. El 1 de marzo de 1966, la sonda soviética Venera 3 se estrelló en la superficie de Venus, convirtiéndose en la primera nave espacial en alcanzar su superficie.

Posteriormente, diferentes sondas soviéticas continuaron aproximándose cada vez más a Venus con el objetivo de aterrizar en su superficie. La sonda Venera 4 ingresó a la atmósfera venusiana el 18 de octubre de 1967 y fue la primera en transmitir datos medidos directamente desde otro planeta. Esta cápsula realizó mediciones de temperatura, presión y densidad, y llevó a cabo once experimentos químicos para analizar la atmósfera.

Los datos revelaron que el 95 % de la atmósfera de Venus consiste en dióxido de carbono y, en combinación con los datos de la sonda Mariner 5, se descubrió que la presión en la superficie era mucho mayor de lo esperado, alcanzando entre 75 y 100 atmósferas.

El primer aterrizaje exitoso en Venus lo logró la sonda Venera 7 el 15 de diciembre de 1970, revelando temperaturas en la superficie que oscilaban entre los 457 y 474 °C. Posteriormente, la sonda Venera 8 aterrizó el 22 de julio de 1972 y proporcionó datos sobre presión y temperatura, así como imágenes que mostraban una capa nubosa compacta que finalizaba a 35 kilómetros sobre la superficie venusiana.

Durante finales de los años 70 y principios de los 80, la exploración espacial de Venus experimentó un período de gran actividad. Durante este tiempo, se logró obtener un conocimiento más detallado sobre la geología de la superficie venusiana, revelando la presencia de volcanes ocultos excepcionalmente masivos conocidos como coronae y aracnoides. A diferencia de la Tierra, Venus no muestra evidencia de placas tectónicas, a menos que todo el tercio norte del planeta sea considerado como una única placa.

Además, se descubrió que las dos capas superiores de nubes en Venus consisten en gotas de ácido sulfúrico, mientras que la capa inferior posiblemente esté compuesta por una solución de ácido fosfórico. Durante las misiones Vega, se lanzaron globos aerostáticos que flotaron a una altitud de aproximadamente 53 kilómetros durante períodos de 46 y 60 horas, recorriendo cerca de un tercio del perímetro del planeta.

Estos globos recopilaron datos sobre velocidades del viento, temperaturas, presiones y densidad de las nubes. Se observó un nivel de turbulencia y convección mayor de lo esperado, incluyendo ocasiones en las que las sondas experimentaron caídas de uno a tres kilómetros debido a baches en la atmósfera.

Estos descubrimientos proporcionaron valiosa información sobre la dinámica atmosférica de Venus y permitieron comprender mejor las complejidades de su atmósfera y la interacción de sus nubes.

El 10 de agosto de 1990, la sonda espacial Magallanes, de origen estadounidense, alcanzó Venus, llevando a cabo mediciones mediante radar de la superficie del planeta y generando mapas con una resolución de 100 metros que cubrían el 98% del planeta. Durante su misión de cuatro años, la sonda Magallanes cumplió su objetivo y finalmente, el 11 de octubre de 1994, se sumergió en la atmósfera venusiana como estaba planeado. Durante su entrada, la sonda se vaporizó en parte, aunque se cree que algunas partes lograron alcanzar la superficie del planeta.

Desde entonces, diversas sondas espaciales en camino hacia otros destinos han utilizado la técnica de sobrevuelo de Venus para incrementar su velocidad mediante el impulso gravitacional que proporciona el planeta. Entre estas misiones se encuentran Galileo, que se dirigía a Júpiter, Cassini-Huygens, que tenía como destino Saturno (con dos sobrevuelos), y MESSENGER, que se dirigía a Mercurio (con dos sobrevuelos). El sobrevuelo de Venus ha demostrado ser una valiosa maniobra para aprovechar la atracción gravitacional y optimizar las trayectorias de estas misiones espaciales.