ველური გეგმა სახლში შემოიტანოს ვენერას ატმოსფერო

თუ ბოლო დროს თვალს ადევნებდით კოსმოსურ ამბებს, ალბათ გსმენიათ მარსის ნიმუშის დაბრუნების შესახებ - NASA-ს ამბიციური გეგმა, შეაგროვოს მარსის ქანების ნიმუშები და დააბრუნოს ისინი დედამიწაზე შესასწავლად. მისიის დაწყება ამ ათწლეულის ბოლოს იგეგმება, მაგრამ ამ ნიმუშების შეგროვება და მოპოვება მრავალწლიანი და ძალიან ძვირი პროცესი იქნება.

მაგრამ მარსი არ არის ერთადერთი პლანეტა ვიზიტების მანძილზე. რატომ არ გადავხტით ჩვენს სხვა პლანეტურ მეზობელზე, ვენერაზე და არ ვაგროვებთ ნიმუშს იქიდანაც?

სწორედ ამას გვთავაზობს ვენერას მკვლევართა ჯგუფი. მეტის გასაგებად ვესაუბრეთ წინადადებების ჯგუფის ლიდერს.

ძველი იდეა, რომლის დროც დადგა

მეცნიერები ათწლეულების განმავლობაში განიხილავდნენ ვენერას ნიმუშის აღების მცდელობას, მისიის კონცეფციების შესწავლით ჯერ კიდევ 1980-იან წლებში. მიუხედავად იმისა, რომ მარსი იყო პლანეტა, რომელსაც ბოლო წლებში ყველაზე მეტი ყურადღება ექცევა, პლანეტარული მეცნიერების მიმართ დიდი ინტერესი არსებობს. საზოგადოებამ შეიტყოს მეტი ვენერას შესახებ - განსაკუთრებით იმიტომ, რომ ეს დაგვეხმარება უფრო მეტი გავიგოთ ჩვენი მზის გარეთ არსებული სხვა პლანეტების შესახებ სისტემა.

ახლა ეს შეიძლება შეიცვალოს, რადგან NASA იწყებს მუშაობას ვენერას ათწლეული წყვილი მისიით, რომელიც იქ ეწვევა, ევროპის კოსმოსური სააგენტოს მისიასთან ერთად, რომელიც დაგეგმილია მომდევნო ათწლეულისთვის.

წინა ვენერას სანიმუშო მისიები არასოდეს დაეცა მიწაზე რამდენიმე მიზეზის გამო: მარსზე ფოკუსირება დასრულდა ვენერა, ტექნოლოგიის ნაკლებობა, რომელიც საშუალებას მისცემს ასეთ კომპლექსურ ოპერაციას და არსებითი არასასპინძლო ვენერა. ვენერა ცხელია, უკიდურესად მკვრივი ატმოსფეროთი, რაც ქმნის ძალიან მკაცრ გარემოს ელექტრონიკის მუშაობისთვის.

ვცდილობთ გავფრინდეთ ვენერაში, გავაგზავნოთ ზონდი ზედაპირზე ქვემოთ, შეაგროვოთ ნიმუში, დააბრუნოთ ეს ნიმუში ორბიტაზე და მაშინ მისი დაბრუნება დედამიწაზე იქნება ძალიან ძვირი და დასჭირდება მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიური განვითარებული მოვლენები.

ამიტომ ფრანგ მკვლევართა ჯგუფს განსხვავებული მიდგომა აქვს. ვენერას ზედაპირის ნაწილის შეგროვების ნაცვლად, უნდა ვეცადოთ მისი ატმოსფეროს ნაწილს. ვენერას ატმოსფერული ნიმუშის დაბრუნების მისია ან VATMOS-SR არის მისიის კონცეფცია პარიზის პლანეტარული ფიზიკის ინსტიტუტის ჯგუფის მიერ, რომლებიც ცდილობენ თავიანთი იდეის მხარდაჭერას.

ამ მიდგომის დიდი უპირატესობა მისი შედარებითი სიმარტივეა. არ არის საჭირო რაიმეს ზედაპირზე დაშვება ან ორბიტაზე დაბრუნება. ამის ნაცვლად, თქვენ შეგიძლიათ გაგზავნოთ ერთი კოსმოსური ხომალდი დედამიწიდან მოშორებით და ვენერასკენ, სადაც ის შევიდოდა ატმოსფეროში და შეავსებდა ბოთლებს დაახლოებით ოთხი ლიტრი გაზით. შემდეგ ის გააგრძელებს მოგზაურობას პირდაპირ დედამიწაზე.

კოსმოსურ ხომალდს ინსტრუმენტები არ ექნებოდა და არ წაიკითხავდა. ეს უბრალოდ საკოლექციო მანქანა იქნებოდა. ეს ხდის მას უფრო უსაფრთხოს, მარტივს და იაფს, განუმარტა ციფრულ ტენდენციებს წამყვანი მკვლევარი გიომ ევისი.

„უბრალოდ ატმოსფეროში გადიხარ ბალისტიკური ტრაექტორიით“, - თქვა ევისმა. ”ასე რომ, იქ წასვლას, ნიმუშის აღებას და დედამიწაზე დაბრუნებას მხოლოდ ერთი წელი სჭირდება.”

გრძელვადიან პერსპექტივაში დაგეგმვა

ამ დღეებში, პლანეტარული მეცნიერების მისიები, როგორც წესი, გულისხმობს ინსტრუმენტების გაგზავნას (როგორიცაა მარსის როვერებზე) ადგილზე და მათ გაზომვას. ეს მიდგომა მხარს უჭერს მასალის შეგროვებას და მის ნაცვლად დედამიწაზე დაბრუნებას, სადაც ჩვენ გვაქვს ბევრად უფრო ეფექტური და მრავალფეროვანი ინსტრუმენტები გამოსაკვლევად.

და სხვა პლანეტის ძვირფასი ნიმუშით, ცოტა შორს მიდის. რამდენიმე ლიტრი გაზის ნიმუშს შეუძლია მეცნიერები წლების განმავლობაში დაკავებულიყო.

„რაც ნამდვილად მაგარია არის ის, რომ თქვენ მიიღებთ უამრავ გაზს და შეგიძლიათ მისი გაზომვა, არა სამუდამოდ, არამედ დიდი ხნის განმავლობაში დედამიწაზე“, - განმარტა ევისმა. „თუ დაფიქრდებით, შეგიძლიათ შეინახოთ ამ ნიმუშის ცოტაოდენი ნაწილი. შესაძლოა, ათწლეულში ჩვენ გვექნება ახალი სპექტრომეტრი დედამიწაზე, რომელიც გამოდგება ამ ნიმუშისთვის.

მომავლის ეს დაგეგმვა ლოგიკურია, როდესაც შეხედავთ, თუ როგორ მიუახლოვდა NASA მთვარის ნიმუშებს, რომლებიც შეგროვდა მთვარეზე აპოლოს მისიების დროს. ზოგიერთი ნიმუში გაანალიზდა დედამიწაზე დაბრუნებისთანავე, მაგრამ სხვები ინახებოდა იმის საფუძველზე, რომ მომავალი ტექნოლოგია მათ ახალ სიღრმეში გაანალიზების საშუალებას მისცემდა. და ამ გრძელვადიანმა მიდგომამ შედეგი გამოიღო, 50 წლის ნიმუშით გაიხსნა მხოლოდ გასულ წელს და მთვარის გეოლოგიისა და ისტორიის შესახებ ინფორმაციის გამოვლენა.

თუ ჩვენ შევძელით ვენერას ატმოსფეროს მსგავსი ნიმუშის აღება, მისი დიდი ნაწილის შენახვა გრძელვადიან პერსპექტივაშიც შეიძლებოდა. და მკვლევარები ისარგებლებენ გაზის ნიმუშის მხოლოდ ერთი მუჭა ატომითაც კი, ასე რომ, რამდენიმე ლიტრიანი ნიმუში საკმარისი იქნება მთელი ვენერას საზოგადოებისთვის კვლევის მასალების უზრუნველსაყოფად.

მომავალი მისია ვენერაზე, სახელად დავინჩი, გეგმავს ატმოსფეროს მსგავსი გაზომვების გაკეთებას, მაგრამ ამ შემთხვევაში, რეალური დროის უკმარისობაა. მისია მოიცავს ნიმუშის სფეროს ატმოსფეროში ჩაგდებას, ამიტომ ნიმუშების აღება და დამუშავება მხოლოდ ერთ საათში უნდა მოხდეს.

ამან გამოიწვია პრობლემები წინა ვენერას მისიებში წინა ათწლეულების განმავლობაში, რამაც გამოიწვია გაუგებარი აღმოჩენები, სავარაუდოდ არასწორი კალიბრაციის ან დახშული ხვრელის გამო. ინჟინრები ყველაფერს აკეთებენ იმისათვის, რომ წინასწარ განსაზღვრონ სინჯების აღებასთან დაკავშირებული შესაძლო პრობლემები, მაგრამ ამის გაკეთება ძნელია, როდესაც ამდენი უცნობია გარემოს შესახებ, რომელშიც მისია შედის.

თუმცა, თუ ნიმუში დაბრუნდება დედამიწაზე, საკმარისი დროა ინსტრუმენტების დაკალიბრებისთვის და შედეგების ორმაგი შემოწმებისთვის, რაც აღმოჩენებს უფრო საიმედოს გახდის.

ძალიან მაღალი სიჩქარით ნიმუშის აღება არის გარკვეული სირთულეები. ხდება პროცესი, რომელსაც ეწოდება ფრაქციები, რომელსაც შეუძლია ნიმუშის დაყოფა სხვადასხვა ნაწილად, როდესაც ის ასე სწრაფად გროვდება, მაგრამ ამის გამოსწორება შესაძლებელი უნდა იყოს.

როგორ იმუშავებს ატმოსფერული სინჯის აღების მისია

არსებობს კარგი მიზეზები იმისა, რომ მანამდე არავის უცდია ვენერას ნიმუშის დაბრუნების მისია. იმიტომ რომ ადვილი არ არის.

ვენერას ნიმუშის დაბრუნების მისიის აშკარა პარალელი იქნება მარსის ნიმუშის დაბრუნების მისია, ან NASA-სა და ევროპის კოსმოსურ სააგენტოს შორის მომავალი ერთობლივი საწარმო, რომელიც დაგეგმილია გვიან გაშვებას 2020-იანი წლები. მარსიდან ნიმუშის შეგროვების ეს გეგმა მოიცავს მრავალ როვერს, დესანტის ან ვერტმფრენს, მზადდება ათწლეულების განმავლობაში და აქვს უზარმაზარი ბიუჯეტი, რომელიც მარსის მგზნებარე ენთუზიასტებსაც კი აწუხებს.

და ვენერა მარსზე კიდევ უფრო არასასიამოვნოა, თავისი სქელი ატმოსფეროთი, გოგირდის მჟავის ღრუბლებით და ოკეანის სიღრმესთან შედარებული წნევით. ვენერას ზედაპირიდან ნიმუშის დაბრუნების მცდელობა იქნება "კოშმარი", თქვა ავისმა და "ალბათ უფრო ძვირი, ვიდრე მარსზე".

ამიტომ Avice-ის ჯგუფი გვთავაზობს ნიმუშის ამოღებას პლანეტის ატმოსფეროდან. ”ეს ძალიან იაფია”, - თქვა მან შედარებით რომ ვთქვათ: ჯგუფი აფასებს ასეთი მისიის ღირებულებას 100 მილიონ ევროდ (110 მილიონი აშშ დოლარი), შედარებით 8-დან 9 მილიარდ დოლარამდე ამჟამინდელი შეფასებით მარსის ნიმუშის დაბრუნებისთვის.

თუმცა, ატმოსფერული ნიმუშის შედარებითი სიმარტივითაც კი, ატმოსფეროს არც ერთი ძველი ნაწილი არ გამოდგება. ძალიან მაღალ სიმაღლეებზე ატმოსფერო უკიდურესად თხელია და ზოგიერთი მოლეკულა გამოყოფილია გრავიტაციით. ასე რომ, წარმომადგენლობითი ნიმუშის მისაღებად, თქვენ უნდა გადახვიდეთ იმ დონეზე, რომელსაც ეწოდება ჰომოპაუზა, რომლის ქვემოთ ატმოსფერო საკმარისად კარგად არის შერეული, რომ შეიცავდეს ყველა არსებულ მოლეკულას.

ვენერაზე ჰომოპაუზა ზედაპირიდან დაახლოებით 110 კმ (70 მილი) დაშორებულია, ამიტომ მისიამ უნდა მიაღწიოს ამ დონეს ქვემოთ. მაგრამ რაც უფრო ღრმად მიდიხარ, მით უფრო რთული ხდება მისია. ”ასე რომ, მიზანია ჰომოპაუზის ქვემოთ ვიყოთ, უსაფრთხოების გარკვეული ზღვარით,” - თქვა ევისმა. ”თუ უფრო ღრმად ჩავალთ, ეს ბევრად უფრო რთული და ძვირი გახდება.”

გამოწვევები

პლანეტის ატმოსფეროში გავლაც კი რთულია. ერთ-ერთი დიდი გამოწვევაა კოსმოსური ხომალდის დაცვა უზარმაზარი სითბოსგან, რომელიც გროვდება ატმოსფეროში ხახუნის გამო.

კოსმოსური ხომალდი, რომელიც აპირებს შევიდეს პლანეტის ატმოსფეროში - იქნება ეს სხვა პლანეტის მონახულება, როგორიცაა მარსი, თუ კოსმოსური ხომალდი, რომელიც დაბრუნდება დედამიწაზე ჩვენი პლანეტის ატმოსფეროს მეშვეობით - გქონდეთ სქელი სითბური ფარი, რომელიც იცავს შიგნით არსებულ დელიკატურ კომპონენტებს ძალიან მაღალი სიმაღლისგან. ტემპერატურა.

მაგალითად, მარსზე როვერის მიწოდება გულისხმობს როვერის შეფუთვას სითბოს ფარში და შემდეგ მთლიანი ნივთის დალუქვას. როვერი და სითბური ფარი ერთად, მამოძრავებელ აპარატებთან და კოსმოსური ხომალდის სხვა ნაწილებთან ერთად - რაკეტის ცხვირში გასაშვებად. კოსმოსში გასვლის შემდეგ ხომალდი განლაგებულია და მიემგზავრება მარსზე, შემდეგ თერმული ფარი იცავს როვერს, როდესაც ის ატმოსფეროში გადის მიწაზე.

თუმცა, ატმოსფერული ნიმუშის მისიისთვის, დაგჭირდებათ ერთი სითბოს ფარი ორჯერ მუშაობისთვის - როგორც ვენერაზე სინჯის აღებისას, ასევე ნიმუშის დედამიწაზე დაბრუნებისას. გაურკვეველია იქნება თუ არა ამჟამინდელი სითბოს დამცავი ტექნოლოგია კოსმოსური ხომალდის დაცვის ამოცანას ორი ასეთი ზემოქმედებით.

თერმული ფარის ორჯერ ამუშავება არის „რაც ჩვენ ნამდვილად არ ვიცით როგორ გავაკეთოთ“, თქვა ევისმა. და შეიძლება საჭირო გახდეს წლების განვითარება იმუშაოს, თუ ეს შესაძლებელია.

რა უნდა გააკეთოს ნიმუშთან, როცა ის დედამიწაზე დაბრუნდება

კიდევ ერთი გამოწვევა გასაკვირია. შეიძლება ფიქრობთ, რომ ნიმუშის შეგროვება რთული საკითხია და მისი გაანალიზება დედამიწაზე დაბრუნების შემდეგ ადვილი იქნება. მაგრამ ირკვევა, რომ გაზის ნიმუშებთან მუშაობა იმაზე რთულია, ვიდრე წარმოგიდგენიათ.

ვენერას ატმოსფერო სავსეა ნივთიერებებით, რომლებიც ადვილად აორთქლდება, რომელსაც აქროლადი ეწოდება. ეს მოიცავს კეთილშობილ გაზებს და ნაერთებს, მათ შორის აზოტს, წყალბადს, ნახშირბადს და გოგირდს. მათი შესწავლა საკვანძოა ვენერას ატმოსფეროს გასაგებად, მაგრამ მათი ტრანსპორტირება ან შესწავლა ადვილი არ არის.

იმისათვის, რომ სწორად ჩააწყოთ აქროლადი ნიმუშის ბოთლში, გჭირდებათ ძალიან კარგი სარქველი - ორივე ისე, რომ არცერთი ნიმუში გადის და ისე, რომ არცერთი აირი სხვა გარემოდან, როგორიცაა დედამიწის ატმოსფერო, არ გაჟონავს. ეს იყო პრობლემა Hayabusa2 მისიისთვის, რომელმაც მოახერხა ასტეროიდიდან ნიმუშის დაბრუნება, მაგრამ გამოცდილება მიიღო დედამიწის ატმოსფეროში გაჟონვა სავარაუდოდ გამოწვეულია პარაშუტის დარტყმით დედამიწაზე დაბრუნების დროს.

მაშინაც კი, თუ ნიმუში დაბრუნდება დედამიწაზე სრულიად ხელუხლებლად, ყოველგვარი გაჟონვის გარეშე, თქვენ მაინც გჭირდებათ სწრაფად გადაადგილება, რათა ნიმუში გადაიტანოთ მისი ბოთლიდან უფრო უსაფრთხო კონტეინერში. ყველაზე მჭიდრო სარქველებიც კი ცოტათი გაჟონავს თვეების განმავლობაში, ასე რომ თქვენ გჭირდებათ მრავალჯერადი სისტემა კონტეინერები, რომლებსაც შეუძლიათ დაიჭირონ ყველაფერი, რაც გაჟონავს ნიმუშიდან და შეინარჩუნოს მისი იმდენი რაოდენობა შესაძლებელია.

მკვლევარები ვითარდებიან ვაკუუმური სისტემები გაზების მოპოვებისა და ანალიზისთვისმათ შორის გამოიყენება Hayabusa2 ნიმუშისთვის, მაგრამ ეს ჯერ კიდევ ტექნოლოგიის ახალი სფეროა, რომელიც უნდა განვითარდეს იმისთვის, რომ ატმოსფერული ნიმუშის დაბრუნების მისია სრულად ეფექტური იყოს.

პლანეტარული მეცნიერების მომავალი: in situ vs. ნიმუშის დაბრუნება

ატმოსფერული ნიმუშის მისია ჯერ კიდევ მტკიცედ არის კონცეფციის ეტაპზე და ჯგუფი იმედოვნებს, რომ მას აიღებს ევროპის კოსმოსური სააგენტოს ან შესაძლოა NASA-ს წინადადებების მომდევნო რაუნდში.

ეს არის ამბიციური გეგმა, მაგრამ ეს არ არის ისეთი უცნაური კონცეფცია, როგორც ეს იქნებოდა რამდენიმე წლის წინ. „ათწლეულების წინ, ნიმუშის დაბრუნება მხოლოდ ოცნება იყო და არასერიოზული“, - თქვა ევისმა, მაგრამ ახლა წინათ მისიები, როგორიცაა Hayabusa2 და მომავალი მისიები, როგორიცაა Mars Sample Return, ეს რეალური შესაძლებლობა ხდება.

და არსებობს შესაძლებლობა აჩვენოს, რომ ნიმუშის დაბრუნება შესაძლებელია შედარებით სწრაფად და იაფად, შესაძლო ტრაექტორიების გამო დედამიწასა და ვენერას შორის და იმის გამო, რომ კოსმოსურ ხომალდს არ მოუწევს შენელება, ზედაპირზე გამოსვლა და ორბიტაზე დაბრუნება Დედამიწა.

მისია შეიძლება იყოს სწრაფი მათრახი წინ და უკან, ნიმუშის დაბრუნება ერთი წლის განმავლობაში.

„ნამდვილად მაგარია ის, რომ ჩვენ მივიღებთ ვენერას ატმოსფეროს ნიმუშს მანამ, სანამ ნიმუშებს მივიღებდით მარსიდან“, - თქვა ევისმა. ”ასე რომ, ეს იქნება პირველი ნიმუში სხვა პლანეტიდან.”

რედაქტორების რეკომენდაციები

• აი, რატომ ფიქრობენ მეცნიერები, რომ შესაძლოა სიცოცხლე აყვავებულიყო "ჯოჯოხეთის პლანეტაზე" ვენერაზე
• ვერა C-ის შიგნით. რუბინის ობსერვატორია, მსოფლიოში ყველაზე დიდი ციფრული კამერის სახლი
• Rocket Lab გეგმავს პირველი პირადი მისიის გაგზავნას ვენერაში
• MIT-ის მკვლევარები დეტალურად აღწერენ კერძო მისიების გეგმებს ვენერაზე სიცოცხლის მოსაძებნად
• NASA-ს ვიდეო გვიჩვენებს, თუ როგორია ვენერას ატმოსფეროში ჩაძირვა