როგორ გადაურჩება NASA-ს ახალი ზონდი ვენერას ჯოჯოხეთურ პეიზაჟს

როგორც ეს ხდება ჩვენი მეზობელი, თქვენ წარმოიდგინეთ, რომ ჩვენ გვაქვს პლანეტა ვენერას საფუძვლიანი გაგება. მაგრამ თქვენ შეცდებით. NASA-ს პლანეტა 30 წელზე მეტია არ ეწვია და ამ ადგილის შესახებ იმდენად ბევრია, რომ ჩვენ ძლივს გვესმოდეს, მისი გეოლოგიური ისტორიიდან დამთავრებული, თუ რა სახის ქანებია მის ზედაპირზე გარემო არის არსებითად საიდუმლო.

მეცნიერები ფიქრობენ, რომ ვენერა იყო ერთხელ დედამიწის მსგავსად, მაგრამ ისინი განსხვავდებოდნენ თავიანთი ევოლუციის გარკვეულ მომენტში და იქცნენ სრულიად განსხვავებულ ადგილებად, როგორებიც დღეს არიან. ჩვენ ვიცით, რომ ვენერას აქვს სქელი ატმოსფერო, რომელიც ინარჩუნებს სითბოს და აქცევს მას მზის სისტემის ყველაზე ცხელ პლანეტად. ჩვენ ვიცით, რომ მისი ზედაპირი დაფარულია მთებით, რიფებითა და ვულკანებით, თუმცა არ ვიცით, ისინი ჯერ კიდევ აქტიურები არიან.

ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც ვენერას შესახებ ბევრი რამ უცნობია, არის ის, რომ მისი სქელი ატმოსფერო მალავს მისი რელიეფის უმეტეს ნაწილს მხედველობისგან და ძნელია ღრუბლების ფენებში გადახედვა იმის დასანახად, თუ რა არის ქვემოთ. კიდევ ერთი მიზეზი ის არის, რომ ეს არის გამაგრილებლად არასასიამოვნო ადგილი. გამოცხობის ტემპერატურასა და სქელ, მჟავით სავსე ატმოსფეროს შორის, ადამიანის მიერ შექმნილი არაფერი არ შემორჩენილა მის ზედაპირზე რამდენიმე წუთზე მეტი ხნის განმავლობაში.

მაგრამ თუ გვსურს მეტი ვიცოდეთ მეზობელი ამ იდუმალი პლანეტის შესახებ, უნდა მოვინახულოთ იგი. და სწორედ ამას გეგმავს NASA-ს DAVINCI-ის მისია, ატმოსფეროში ზონდის ჩაშვებით, რათა წაიკითხოს ბოლომდე, როდესაც ის ზედაპირზე ვარდება. მისია, რომელიც იქნება ერთ-ერთი მისიების ტრიო ვენერაზე მომდევნო ათწლეულში, დაგეგმილია 2029 წელს გაშვება და ვენერაზე ჩამოსვლა ატმოსფეროში მისი დაცემისთვის 2031 წელს.

იმის გასარკვევად, თუ როგორ აშენებთ ზონდს, რომ გაუძლოს ამ ჯოჯოხეთურ გარემოს და რა შეიძლება ვისწავლოთ მისგან, ჩვენ ვესაუბრეთ ორს DAVINCI გუნდის წევრები: ჯიმ გარვინი, მისიის მთავარი გამომძიებელი და მაიკ სეკერაკი, სისტემების პროექტი ინჟინერი.

რა შუაშია ვენერას ატმოსფერო?

ვენერა წარმოადგენს საზღვარს პლანეტარული მეცნიერებაში, რომლის შესახებაც ძალიან ცოტაა ცნობილი, თუ გავითვალისწინებთ რამდენად ახლოს არის ის ჩვენთან. რა ხდება ღრუბლის ზედა ფენის ქვეშ, განსაკუთრებით დამაინტრიგებელი კითხვაა.

„ატმოსფეროს დახასიათება, ღრუბლების ზემოდან ზედაპირამდე – ეს დიდი, მასიური ატმოსფერო, რომლის მასის 75% დაბალ 15-20 კილომეტრზეა, თითქმის შეუსწავლელია. განაცხადა.

1960-იან და 1970-იან წლებში ვენერას გაგზავნილი ზონდები ცდილობდნენ ატმოსფეროს შესახებ მონაცემების შეგროვებას და გარკვეულ წარმატებასაც მიაღწიეს. მაგრამ ატმოსფეროს წინა გაზომვები არასანდო იყო, წინა ზონდებთან დაკავშირებული ფიზიკური პრობლემების გამო, როგორიცაა ჩაკეტილი შესასვლელები და შეზღუდული ტექნოლოგიის ხელმისაწვდომობა. ამან განაპირობა რამდენიმე შერეული კითხვა, რომელთა შესახებ გარვინი ამბობს: „ზოგიერთ მათგანს აზრი არ აქვს“.

განსაკუთრებით ქვედა ატმოსფერო მრავალი თვალსაზრისით საიდუმლოა. ეს შეიძლება იყოს სუპერკრიტიკული სითხე, რომელშიც ტემპერატურა და წნევა იმდენად დიდია, რომ სითხესავით ტრიალებს გარშემო. ასევე ჩნდება კითხვა, როგორ ურთიერთქმედებენ პლანეტის ზედაპირზე არსებული ქანები ატმოსფეროსთან.

ატმოსფეროსა და ზედაპირის შესწავლა შეიძლება დაგვეხმაროს უპასუხოს ერთ-ერთ უდიდეს კითხვას, რაც ვენერას შესახებ გვაქვს: ჰქონდა თუ არა მას ერთხელ თხევადი წყლის ოკეანეები ზედაპირზე და თუ ასეა, რა დაემართა მათ?

ორი დიდი გამოწვევა

ვენერა არ არის მისასალმებელი ადგილი ზონდისთვის: ის ორჯერ უფრო ცხელია ვიდრე ღუმელი და ზედაპირზე უფრო მეტი წნევაა, ვიდრე ოკეანის კილომეტრის ქვეშ ყოფნა.

”ტექნიკური გამოწვევები, რომლებიც აქ გვაქვს, საკმაოდ საინტერესოა”, - თქვა სეკერაკმა. ვენერაზე ნებისმიერი პოტენციური მისიის ყველაზე დიდი პრობლემა სიცხეა, რადგან ზედაპირის ტემპერატურა შეიძლება იყოს 900 გრადუსამდე ფარენჰეიტი (475 გრადუსი ცელსიუსი). ეს საკმარისად ცხელია ტყვიის დნობისთვის და ის ანადგურებს ელექტრონიკას.

თუმცა ეს გარემოსდაცვითი გამოწვევის მხოლოდ ერთი ნაწილია. ”თუმცა, ზეწოლა არ ჩამორჩება სირთულეების თვალსაზრისით,” - თქვა სეკერაკმა. ზედაპირზე წნევა არის დაახლოებით 95 ბარი, ანუ თითქმის 100-ჯერ აღემატება ატმოსფერულ წნევას. დედამიწის ზედაპირი, ასე რომ, ამ ტიპის გარემოსთვის ზონდის ინჟინერია მსგავსია ა წყალქვეშა ნავი.

როდესაც ის ატმოსფეროში ჩავარდება, DAVINCI იქნება დროის წინააღმდეგ ბრძოლაში, რათა შეაგროვოს ყველა საჭირო ინფორმაცია, სანამ სითბო და წნევა გაანადგურებს მის კომპონენტებს. იმისათვის, რომ ზონდი რაც შეიძლება დიდხანს იყოს აქტიური, ის სფერულია და დაფარულია სქელი ტიტანის გარსით, რათა გაუძლოს წნევას და იზოლირება მოახდინოს სიცხეზე. შემდეგ ამ ჭურვის შიგნით არის მეტი იზოლაცია, რომელიც დამზადებულია სპეციალური მასალებისგან, მათ შორის ასტროკვარცი, ბოჭკოების ტიპი, რომელიც დამზადებულია შერწყმული კვარცისგან.

ინტერიერი შექმნილია იმისთვის, რომ კომპონენტები თერმულად იზოლირებული იყოს გარედანაც, რათა თავიდან აიცილოს სითბოს გადატანა გარსიდან. შემდეგ ის ივსება ნახშირორჟანგით, რათა დაიცვას მაღალი ძაბვის ელექტრონიკა ნაპერწკლებისგან და შეაჩეროს დედამიწის ნებისმიერი აირის გაჟონვა გაშვების დროს.

საერთო ჯამში, ზონდი, რომელსაც გუნდი დაღმართის სფეროს უწოდებს, არის დაახლოებით ერთი მეტრის სიგანე. ის ორბიტერიდან გათავისუფლდება პარაშუტით, რათა შეანელოს მისი დაღმართი, თუმცა ატმოსფერო ეხმარება ამასთან, რადგან ის იმდენად სქელია, რომ ზონდის წყალში ჩაშვებას უფრო ჰგავს, ვიდრე ჰაერში.

მთლიანობაში, ზონდს 63 წუთი დასჭირდება ზედაპირამდე მისვლას და ამ ერთ საათში ის შეაგროვებს იმდენ მონაცემს, რამდენსაც შეძლებს, სანამ ის აუცილებლად გაანადგურებს სასტიკ გარემოს.

სინჯის აღება ბოლომდე

დაღმართის სფერო ატმოსფეროში ჩავარდება და ნიმუშები ქვევით იქნება, რათა შეიქმნას ატმოსფეროს სურათი ზემოდან ქვემოდან.

სფეროს შიგნით იქნება ინსტრუმენტები, როგორიცაა სპექტრომეტრები, მსგავსი ინსტრუმენტები მარსმავალზე Curiosity და გამძლეობა, რომელსაც შეუძლია გაზომოს ნიმუშების ქიმიური შემადგენლობა სინათლის ტალღის სიგრძის დათვალიერებით შთანთქავს. მაგრამ მარსის როვერებისგან განსხვავებით, რომლებსაც შეუძლიათ საათები ან დღეები დასჭირდეს ნიმუშის შეგროვებას და გულდასმით ანალიზს, DAVINCI-ს მოუწევს სინჯის აღება და ანალიზი რამდენიმე წუთში.

სფეროს სხვადასხვა წერტილში არის შესასვლელი სარქველები, კერამიკული გადასაფარებლებით, რომლებიც იშლება გაზების გადაყლაპვის მიზნით. ეს გაზები ძალიან სწრაფად უნდა გაანალიზდეს, შემდეგ გამოისუნთქოს, რათა მეტი ნიმუშის აღება მოხდეს. ეს საშუალებას მისცემს ზონდს ატმოსფეროს ქიმიის ყველაზე დეტალური შეხედვა მის ყველა ფენაში.

სანამ ეს ხდება, ზონდის სხვა სენსორები გაზომავენ ფაქტორებს, როგორიცაა ტემპერატურა და წნევა, რათა დაეხმარონ ატმოსფეროს სტრუქტურის გაგებას. შემდეგ ყველა ეს მონაცემი ორბიტერს დაუბრუნდება, სანამ ზონდი ზედაპირზე მოხვდება.

ზონდი შექმნილია მხოლოდ ატმოსფეროში სინჯისთვის და არა დასაფრენად. მაგრამ როდესაც ის ზედაპირს შეეხო, არსებობს გადარჩენის შესაძლებლობა. სქელი ატმოსფერო და პარაშუტი ხელს შეუწყობს მისი დაღმართის შენელებას, მაგრამ, "ის აუცილებლად მოხვდება კოსმოსური ფრენის აპარატურისთვის იდეალური სიჩქარით", - თქვა სეკერაკმა სიცილით.

თუმცა, თუ ზონდი გადარჩება დაშვებას, ის შეიძლება გაგრძელდეს მონაცემების შეგროვებას 20 წუთამდე, სანამ სითბო მოეშვება სფეროში და შეწვება ელექტრონიკა. და ეს იქნება კიდევ უფრო მეტი ბონუს მონაცემი ზედაპირის ტემპერატურასა და წნევაზე, ასევე არსებულ გაზებზე.

ატმოსფეროს ქიმიის გაგება DAVINCI-ის მიზნების მხოლოდ ერთი ნაწილია. მეორე ნაწილი, რომელიც შესაძლოა ყველაზე ამაღელვებელი იყოს საზოგადოებისთვის, არის ვენერას იდუმალი ზედაპირის ფოტოების გადაღება.

ვენერა ადამიანის მასშტაბით

ზონდი ჩამოვა „ვენერას მთებში, ისეთ რელიეფზე, რომელიც კაცობრიობას აქამდე არასდროს უნახავს“, - თქვა გარვინმა. და გუნდს სურს ამ გამოცდილების ჩაწერა ვიზუალურად და ქიმიურადაც.

დაღმართის სფეროს ასევე ექნება კამერა, რომელიც გადაიღებს ზედაპირის მაღალი კონტრასტის სურათებს, რომლებიც შემდეგ შეიძლება 3D რუქებში ჩაშენდეს.

იმისთვის, რომ კამერამ იმუშაოს ლითონის სფეროს შიგნიდან, საჭიროა ფანჯარა. და მინა არ არის შესანიშნავი მასალა ინტენსიურად მაღალი წნევის გარემოსთან მოსაგვარებლად. ამიტომ DAVINCI-ის ფანჯარა დამზადდება არა მინისგან, არამედ საფირონისგან.

”ეს ფაქტიურად არის ძალიან, ძალიან დიდი საფირონის ნაჭერი”, - თქვა სეკერაკმა. "იმიტომ, რომ მას აქვს დიდი ოპტიკური თვისებები." ის არის ძალიან ძლიერი, მაგრამ ასევე ძალიან ნათელი, ასე რომ არ დაამახინჯებს მასში გადაღებულ სურათებს. მაგრამ გარდაუვალია, ფანჯარა, რომელიც უშვებს სინათლეს, ასევე გამოუშვებს მეტ სითბოს, ამიტომ ინჟინრებმა დაამატეს ფაზის შეცვლის მასალები ფანჯრის ასამბლეის გარშემო. ეს მასალა დნება კონკრეტულ ტემპერატურაზე, რათა შთანთქას ზედმეტი სითბო ფანჯრიდან.

ეს საშუალებას მისცემს კამერას გადაიღოს მკაფიო, მკვეთრი სურათები მისი დაღმართის დროს. ისინი გამოყენებული იქნება ვენერას რელიეფის გადასაღებად, ზემოდან და მთლიანად ზედაპირამდე.

"ჩვენს საბოლოო სურათებს ექნება 10 სანტიმეტრი გარჩევადობა", - თქვა გარვინმა. ”ეს არის სასწორი, რომელსაც დაინახავდით თქვენს მისაღები ოთახში.”

გარვინი იმედოვნებს, რომ ამ მასშტაბის სურათების გადაღება უამრავ სამეცნიერო მონაცემს გვთავაზობს დაეხმარეთ საზოგადოებას იგრძნოს, რომ მათ შეუძლიათ დაინახონ ვენერა, როგორც რეალური ადგილი და არა მხოლოდ წერტილი, საიდანაც უნდა დააკვირდნენ შორს.

”ჩვენ გვსურს ადამიანის ხედვა და ჩვენი სენსორული აღქმა ვენერას მივიტანოთ,” - თქვა მან. ”ჩვენ დავიწყებთ ვენერას ადამიანის მასშტაბის შეცნობას.”

ტესტირება უცნობისთვის

ვენერაზე მისიის ნამდვილი რთული ნაწილი კი არ არის იმ გამოწვევებთან გამკლავება, რომლებიც ვიცით, როგორიცაა ტემპერატურა და წნევა. ის ცდილობს წინასწარ განსაზღვროს, რა გამოწვევები შეიძლება წარმოიშვას გარემოდან, რომლის შესახებაც ჩვენ ძალიან ცოტა ინფორმაცია გვაქვს.

სწორედ ამიტომ ტესტირება და მომზადება იქნება დიდი ნაწილი იმაში, რასაც DAVINCI-ის გუნდი აკეთებს მომდევნო შვიდი წლის განმავლობაში, 2029 წელს დაგეგმილი გაშვებისთვის მოსამზადებლად.

”ჩვენ ვაკეთებთ ყველაზე უარეს შემთხვევაში ტესტირებას”, - განმარტა სეკერაკმა. ”ასე რომ, ჩვენ ვამოწმებთ, რა შეიძლება იყოს ყველაზე ცუდი გარემო.”

მაგალითად, მკვლევარებმა იციან, რომ ვენერას ღრუბლებს აქვთ გოგირდის მჟავის წვეთები - და გოგირდის მჟავა ჭამს მასალების მეშვეობით. ეს განსაკუთრებით აინტერესებს კევლარის ბორბალს, რომელიც დაამაგრებს დაღმართის სფეროს პარაშუტს. ასე რომ, იმის შესამოწმებლად, შეუძლია თუ არა ლანგარი გაუძლოს მჟავე გარემოს, ინჟინრები არ აჩერებენ მას მხოლოდ რამდენიმე წვეთ მჟავაში - ისინი ფარავენ მთელ ზედაპირს. მჟავაში, შემდეგ შეამოწმეთ ლანგრის წევის ძალა, რათა დარწმუნდეთ, რომ მას შეუძლია საკმარისად დიდხანს გაძლოს, რომ ზონდი ატმოსფეროში გაიაროს ყველაზე ცუდ პირობებშიც კი საქმე.

რაც შეეხება იმას, თუ როგორ ამოწმებთ აპარატურას გარემოში, დედამიწისგან განსხვავებით, თქვენ უნდა იყოთ შემოქმედებითი. იმის სანახავად, თუ რამდენ ხანს დასჭირდებოდა ლითონის სფეროს გაცხელება, გუნდმა ის ლითონის სამსხმელოში წაიყვანა. ”მათი საქმეა ლითონის დნობა”, - თქვა სეკერაკმა. ”და ჩვენ ჩავდებთ ჩვენს ინსტრუმენტებს შიგნით, რათა ვივარჯიშოთ მისი გაცხელება, გავზომოთ სითბოს ნაკადი.”

იდეა მდგომარეობს იმაში, რომ შევქმნათ საკმარისი ზღვარი ყველა კრიტიკულ სისტემაში, რათა დაუშვას ნებისმიერი უცნობი ინფორმაცია, რომელიც პლანეტამ შეიძლება გადააგდოს სფეროს. გარვინმა განმარტა: ”ჩვენ ავაშენეთ... ბევრი საინჟინრო აზრი და რისკის შემცირება იმის შესახებ, თუ როგორ ვაკეთებთ ამას.”

ეს კი გავლენას ახდენს მონაცემების შეგროვების გზაზე. ”თუ ვენერაზე კარგი დღე გვექნება, ჩვენ ალბათ 500 დაღმართის სურათს დავიბრუნებთ”, - თქვა მან. ”თუ ჩვენ გვაქვს კაცობრიობისთვის ცნობილი აბსოლუტური ყველაზე ცუდი დღე, ჩვენ ალბათ 35-ს დავიბრუნებთ. მაგრამ 35 გაცილებით მეტია, ვიდრე ჩვენ გვჭირდება ამ სახის რუკების გასაკეთებლად. რა თქმა უნდა, მეტი სურათი ნიშნავს მეტ ინფორმაციას და ეს სასურველია, რადგან ეს საშუალებას აძლევს უფრო მეტ მეცნიერებას. მაგრამ ყველაზე უარეს პირობებშიც კი, ისინი გაიგებენ ფასდაუდებელ ინფორმაციას.

ყოველთვის რაღაც ახალი სასწავლი

ვენერას მონახულება უზარმაზარი გამოწვევაა, თუნდაც დიდი კოსმოსური მისიების ამბიციური სტანდარტებით. მაგრამ პოტენციური ანაზღაურება იმ თვალსაზრისით, რაც შეგვიძლია ვისწავლოთ, უზარმაზარია.

ვენერას შესახებ სწავლა მომხიბლავი იქნება საკუთარი თავისთვის. მაგრამ ის ასევე მნიშვნელოვანია ეგზოპლანეტების გაგებისთვის. როდესაც ჯეიმს ვებბის კოსმოსური ტელესკოპის მსგავსი მისიები აღმოაჩენენ და გამოიკვლევენ ახალ პლანეტებს ჩვენი მზის სისტემის გარეთ, ჩვენ დაგვჭირდება საცნობარო წერტილი ისეთი კლდოვანი პლანეტებისთვის, როგორიცაა დედამიწა, მარსი და ვენერა.

ჩვენ საკმაოდ სოლიდური გაგება გვაქვს დედამიწისა და მარსის არსებითი მახასიათებლების შესახებ და ვენერას მონაცემების დამატებით, შორეული პლანეტების უკეთ გაგებას შევძლებთ.

„ვენერა გახდება კალიბრაციის წერტილი დიდი, კლდოვანი, ატმოსფეროს შემცველი პლანეტებისთვის. რომ ჩვენ შევძლებთ დავინახოთ და გავიგოთ Webb-ით და დიდი ტელესკოპებით, რომლებიც მის ფარგლებს გარეთ დგას“, - გარვინი განაცხადა.

და, რა თქმა უნდა, არის ადამიანთა უმეტესობის ინსტინქტები, ისწავლონ და შეისწავლონ და იმოგზაურონ ახალ ადგილებში. ”ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც მე მიყვარს მუშაობა კოსმოსური საძიებო მისიებზე – ჩვენ მივდივართ ისეთ ადგილას, რომლის შესახებაც ბევრი რამ არ ვიცით”, - თქვა სეკერაკმა.

ჩვენ ბევრი რამ ვისწავლეთ დედამიწისა და მარსის გარემოს შექმნის შესახებ და ახლა შეგვიძლია ამ ცოდნის ნაწილი ავიღოთ და სხვაგან გამოვიყენოთ. ამ გარემოსთვის აშენება გააფართოვებს ჩვენს ტექნოლოგიას და ზონდით მის მონახულებამ შეიძლება დაიწყოს მისი ზოგიერთი საიდუმლოს ამოხსნა. როგორც სეკერაკმა თქვა, ახალი კოსმოსური გარემოს მონახულებისას „ყოველთვის არის რაღაც ახალი, რისი სწავლაც შეგიძლია“.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• გიჟური გეგმის შიგნით არის ვენერას ატმოსფეროს შეგროვება და სახლში მოტანა
• როგორ ვუყუროთ NASA-ს პირადი მისიის ჩამოსვლას კოსმოსურ სადგურზე
• როგორ შეცვალა NASA-ს 1978 წლის ასტრონავტების კლასმა კოსმოსის გამოკვლევის სახე
• როგორ უყუროთ NASA-ს ახალი თაობის კოსმოსური კოსტუმის გახსნას
• ვენერა, იუპიტერი და ცერერა წარმოდგენილია NASA-ს მარტის ცის დაკვირვების რჩევებში