La superficie de Venus, envuelta en espesas nubes, ha sido durante mucho tiempo uno de los entornos más misteriosos y difíciles de observar directamente del sistema solar. Sólo unas pocas misiones de aterrizaje han arrojado brevemente datos limitados bajo temperaturas y presiones extremas. Ahora, un nuevo estudio dirigido por un equipo de investigación científica de la Universidad de la Sorbona muestra que incluso en condiciones de datos tan escasos, los científicos aún pueden extraer leyes importantes sobre los campos de viento cercanos a la superficie, los cambios de temperatura y el transporte de polvo a partir de observaciones dispersas mediante modelos precisos.

El primer autor del artículo, Maxence Lefèvre de la Universidad de la Sorbona, dirigió un equipo para construir un modelo numérico regional centrado en el viento y el movimiento del polvo cerca de la superficie basándose en los resultados de las mediciones de misiones anteriores a Venus. El objetivo es proporcionar una "previsión meteorológica" más cercana al entorno real para la próxima nueva generación de misiones de exploración de Venus. El estudio dividió la superficie de Venus en diferentes regiones, distinguiendo entre tierras altas (montañas) y tierras bajas (llanuras), regiones tropicales y polares, y analizó sus respectivas amplitudes de cambio de temperatura, patrones de dirección y velocidad del viento y las capacidades resultantes de elevación de polvo, en lugar de tratar a todo el planeta como un entorno uniforme.

Los datos históricos provienen de la serie de sondas "Venera" que aterrizaron con éxito en Venus. Sus observaciones muestran que la velocidad del viento cerca de la superficie de Venus es de sólo aproximadamente 1 metro por segundo, lo que es mucho menor que la velocidad típica del viento de unos 20 metros por segundo en la Tierra e incluso hasta 40 metros por segundo en algunas partes de Marte. Sin embargo, debido a que la atmósfera de Venus es extremadamente densa, acelerar una atmósfera tan espesa a estas velocidades del viento requiere una enorme cantidad de energía. Por lo tanto, incluso si la velocidad del viento no es alta, el impacto en la distribución de la temperatura de la superficie y la suspensión de polvo sigue siendo significativo.

Las investigaciones señalan que un día y una noche en Venus equivalen aproximadamente a 117 días en la Tierra. Este ciclo ultralargo de día y noche desencadenará diferencias dramáticas pero regionales en la atmósfera. En los trópicos de latitudes bajas, las zonas montañosas son calentadas por el sol durante el día y los vientos cercanos a la superficie soplan hacia arriba a lo largo de las laderas, llamados "vientos ascendentes" (el término técnico es "vientos descendentes" o "vientos anabáticos"); por la noche, después de que la superficie se enfría con radiación infrarroja, el aire frío fluye hacia abajo a lo largo de las laderas, formando "vientos descendentes" ("vientos catabáticos").

Este tipo de inversión de la dirección del viento diurno no sólo remodela el campo de viento local, sino que también afecta directamente las fluctuaciones de temperatura de la superficie. Los cálculos del artículo muestran que en las tierras altas, afectadas por el calentamiento compresivo adiabático causado por los vientos descendentes, la diferencia de temperatura entre el día y la noche está "bloqueada" en menos de 1 Kelvin, lo que contrarresta en gran medida el efecto de enfriamiento de la superficie durante la noche; por el contrario, en las zonas bajas que carecen de un mecanismo de ajuste similar, la diferencia de temperatura entre el día y la noche puede alcanzar unos 4 Kelvin. Esto significa que en las montañas de Venus los campos de viento actúan hasta cierto punto como "reguladores de temperatura".

En las zonas cercanas a los polos, el patrón es diferente: allí, el campo de viento cercano a la Tierra fluye casi continuamente cuesta abajo durante todo el año, y la "compensación" a largo plazo con la continua disipación de calor por infrarrojos en las regiones polares constituye otra forma de mecanismo de estabilización de la temperatura. El equipo de investigación señaló que, dado que varias futuras misiones orbitales a Venus, incluidas la europea "EnVision" y la estadounidense "VERITAS", se centrarán en la observación de las regiones polares, este nuevo modelo proporciona una base clave para comprender el clima y las características de la superficie de las regiones polares.

Más directamente relacionada con la misión de aterrizaje está la misión de exploración de la superficie y la atmósfera de Venus de la NASA llamada "DaVINCI". Según el plan actual, su módulo de aterrizaje descenderá cerca de un altiplano llamado "Alpha Regio", una zona situada cerca del ecuador con un terreno significativamente ondulado. Los nuevos resultados de la investigación muestran que alrededor del 45% de la superficie de Alpha Highlands tiene velocidades de viento suficientes para levantar "arena fina" con un tamaño de partícula de aproximadamente 75 micrones, lo que significa que es probable que la sonda DaVINCI encuentre un ambiente continuo de polvo de partículas finas durante las etapas de aproximación y aterrizaje, y su intensidad también cambiará con el ciclo local diurno y nocturno. Este descubrimiento se considera una importante alerta temprana para el diseño estructural del detector, la protección del sensor y el esquema de sincronización del descenso.

Para realizar estos análisis, el equipo de investigación científica adoptó un nuevo método de simulación regional. Ya no intentaron modelar la superficie de Venus como un todo, sino que dividieron diferentes terrenos y diferentes latitudes en múltiples "unidades meteorológicas" que pueden resolverse de forma independiente para calcular sus características de campo de viento, temperatura y polvo, respectivamente. El documento también admite que todavía hay margen de mejora en el modelo actual. Por ejemplo, se pueden introducir parámetros termofísicos más detallados basados ​​en el albedo y la inercia térmica de diferentes materiales de la superficie, o se pueden caracterizar con mayor precisión las características de absorción infrarroja de gases dominados por dióxido de carbono en la atmósfera de Venus a diferentes temperaturas.

Sin embargo, los investigadores enfatizaron que la comunidad científica todavía tiene tiempo para iterar y corregir el modelo antes de que futuros lotes de misiones de aterrizaje y órbita lleguen a Venus. A medida que misiones como DaVINCI realicen mediciones de campo, estas simulaciones de campos de viento regionales se convertirán en una referencia importante para interpretar nuevos datos y ayudar a explicar posibles lecturas anormales de temperatura y características del polvo cerca del lugar de aterrizaje de la sonda. Los resultados relevantes se titulan "El efecto de los vientos cercanos a la superficie sobre la temperatura de la superficie y el transporte de polvo en Venus" y se publicaron en el subnúmero "Journal of Geophysical Research: Planets".