Mars? To Stare Wiadomości. Witamy w Dekadzie Wenus

Jeśli chodzi o badanie Układu Słonecznego, ostatnie dziesięciolecia niezaprzeczalnie koncentrowały się na odwiedzaniu Marsa. Od wysyłania łazików na jej powierzchnię po planowanie ewentualnych misji z załogą, czerwona planeta ma duże znaczenie w naszym rozumieniu planetologii. Ale co z naszym drugim planetarnym sąsiadem? Gdzie miłość do Wenus?

Po dziesięcioleciach przeoczenia wkrótce trzy misje zmierzają na Wenus: NASA’S DAVINCI+ i VERITASoraz Europejskiej Agencji Kosmicznej EnVision. Wszystkie trzy misje zostały niedawno zatwierdzone i mają zostać wystrzelone pod koniec lat 20. lub na początku lat 30. XX wieku.

Jest to już dawno spóźnione, ponieważ chociaż czasami statki kosmiczne przelatują obok Wenus w drodze gdzie indziej, Ostatnim razem, gdy NASA wysłała misję specjalnie na Wenus, orbiter Magellan został wystrzelony z powrotem 1989. Od trzech dekad największa agencja kosmiczna na Ziemi nie odwiedziła sąsiedniej planety.

Aby dowiedzieć się, dlaczego tak jest, i dowiedzieć się, czego możemy się nauczyć z trzech nowych misji, rozmawialiśmy z dwoma ekspertami Venus: Jenny Whitten, członek zespołu naukowego nadchodzącej misji VERITAS NASA, oraz Jean-Luc Margot, planetolog, który niedawno prowadził badania do Podstawowe właściwości Wenus.

Wenus jest tajemnicą

Pierwszą rzeczą, którą należy zrozumieć na temat Wenus, jest to, jak mało wiemy o tym miejscu i ile pozostaje otwartych pytań. Nie mamy osi czasu historii geologicznej planety i nie ma zgody co do tego, jak wyglądała wczesna Wenus. W porównaniu z innymi lokalizacjami, takimi jak Mars czy Księżyc, nie mamy przeglądu tego, jak planeta wyglądała w czasie i jak rozwinęła się do stanu, w jakim jest dzisiaj.

„Przeszłość około miliarda lat temu nie wiemy, co się działo. Nie ma danych geologicznych” – powiedział Whitten.

Nie mamy też pojęcia, jaka jest planeta w środku, co pozostawia wiele problemów w powietrzu. „Nie znamy rozmiaru jądra Wenus” – powiedziała Margot. „Nie wiemy, czy rdzeń jest płynny, czy stały – podejrzewamy, że jest płynny, ale nie mamy pewności. I to napędza całą ewolucję termiczną planety” pod względem jej pola magnetycznego i jej rotacji. Tak więc „bardzo ważne jest, aby dobrze oszacować rozmiar jego rdzenia”.

Wiemy, że Wenus jest pokryta tysiącami wulkanów — więcej niż jakakolwiek inna planeta w naszym Układzie Słonecznym — ale nie jesteśmy pewni, czy są one aktywne, czy nie. „Wulkanizm jest bardzo ważny, ponieważ na Wenus w ten sposób uwalniamy ciepło i substancje lotne z wnętrza, takie jak woda i gazy, które mogą być ważne dla życia” – wyjaśnił Whitten. „Więc to, co naprawdę próbujemy zrozumieć dzięki historii wulkanicznej, to możliwość zamieszkania na Wenus”.

A jeśli chodzi o powierzchnię planety, istnieją poskręcane, zdeformowane regiony, które wciąż próbujemy uchwycić. „Na Wenus znajdują się te dziwne tereny zwane tesserae, które mogą być odpowiednikami ziemskich kontynentów, ale nie jesteśmy pewni, w jaki sposób powstały” – powiedziała Margot. „To ważna część historii geologicznej Wenus”.

Dziwna bestia

Drugą rzeczą, którą należy zrozumieć na temat Wenus, jest to, że jest to dziwne miejsce. Jego gęsta atmosfera jest usiana chmurami kwasu siarkowego i zatrzymuje ciepło tak skutecznie, że na powierzchni jest goręcej niż na Merkurym, mimo że znajduje się dalej od Słońca. Co najdziwniejsze, atmosfera się obraca 60 razy szybciej niż planeta poniżej. W rzeczywistości obraca się tak szybko, że może nawet wpływać jak długo tam trwa dzień.

A jeśli chodzi o dramatyczne wydarzenia geologiczne, Wenus ma jedną możliwość, która naprawdę bierze ciasto: jest powierzchnia może całkowicie stopić się i odrodzić co kilkaset milionów lat, w zdarzeniach tzw odnowienia nawierzchni. Teoria głosi, że planeta generuje tak dużo ciepła, że ​​ostatecznie przebija się przez powierzchnię wulkany wybuchające na całej planecie, topiące kratery uderzeniowe i wygładzające wszystko na planecie wyjść na powierzchnię.

„Wenus mogła mieć poważną zmianę powierzchni całej planety 700 milionów lat temu” – wyjaśniła Margot. „Mogło mieć wiele całkowitych zmian powierzchni w swojej historii i nie rozumiemy, jak to działa… To epizodyczne, katastrofalne topnienie powierzchni, co jest naprawdę fascynującym procesem”.

Zły bliźniak Ziemi

Jednym z powodów, dla których badacze tak bardzo interesują się Wenus, jest to, że w dużej skali jest ona bardzo podobna do Ziemi. Jest porównywalny pod względem wielkości, masy i gęstości. Wenus mogła kiedyś mieć oceany na swojej powierzchni, a nawet mogła nadawać się do zamieszkania w pewnym momencie swojej przeszłości. Jest to również skalista planeta, która powstała w podobnym miejscu w Układzie Słonecznym. Oznacza to, że możemy założyć, że obie planety są zbudowane z mniej więcej podobnego materiału.

Ale dzisiaj te dwie planety są bardzo różne. Atmosfera Wenus jest miażdżąco gęsta przy ciśnieniu 100 razy większym od ziemskiego na jej powierzchni. Przy temperaturze 900 stopni Fahrenheita temperatura powierzchni jest wystarczająco wysoka, aby stopić ołów, a planeta straciła całą wodę, jaką kiedykolwiek miała, pozostawiając suchą, niegościnną łuskę.

„Istnieje wiele podobieństw między Ziemią a Wenus” – powiedział Whitten. „Ale ewoluowały zupełnie inaczej. Staramy się więc zrozumieć, dlaczego”.

Naukowcy uważają, że rozbieżność między Ziemią a Wenus mogła mieć miejsce z powodu wyższych temperatur Wenus doprowadziła do odparowania większej ilości wody do atmosfery, gdzie została uderzona przez światło słoneczne i podzielona na wodór i tlen. Wodór uciekł w kosmos i nigdy nie wrócił, pozostawiając planetę suchą.

Ale to jest przypuszczenie i nie wiemy, kiedy to się stało, ponieważ tak wiele nie wiemy o historii Wenus i tym, czym różni się ona od Ziemi. „Jeśli próbujemy zrozumieć naszą własną planetę i ewolucję planet skalistych, Wenus jest naprawdę kluczowa” – powiedziała Margot. „I są [są] ogromne luki w naszej wiedzy i zrozumieniu tego”.

Dowiedzenie się więcej o różnicach między Ziemią a Wenus jest również ważne dla badania egzoplanet. Kiedy widzimy odległe planety wielkości Ziemi, czy są one bardziej podobne do Ziemi, czy bardziej do Wenus? Musimy zrozumieć ewolucję planet w naszym Układzie Słonecznym, aby lepiej zrozumieć, jak mogą wyglądać planety w innych układach.

Przeoczony klejnot

Biorąc pod uwagę wszystkie ważne pytania dotyczące Wenus, na które wciąż musimy odpowiedzieć, oraz biorąc pod uwagę, że jest to nasza sąsiednia planeta obok, możesz się zastanawiać, dlaczego Wenus nie została dokładniej zbadana. Jak to się dzieje, że Mars przyciąga całą uwagę?

Po pierwsze, Wenus jest po prostu bardzo trudna do odwiedzenia. Aby spróbować wysłać sondę na jej powierzchnię, musisz zmierzyć się z ekstremalnymi warunkami, które są wrogie zarówno elektronice, jak i ludziom. Ciśnienie na powierzchni odpowiada ciśnieniu na głębokości 900 metrów pod wodą, „tak wygląda twój statek kosmiczny jak łódź podwodna, ponieważ tylko w ten sposób może przetrwać te miażdżące ciśnienie i temperaturę” – Margot powiedział. „Nic nie przetrwało na powierzchni Wenus dłużej niż dwie godziny”.

Istnieje również nasze uprzedzenie, jeśli chodzi o poszukiwanie planet, które wyglądają tak, jakby mogły na nich istnieć życie, tak jak je rozumiemy. Kiedy patrzysz na Marsa, jest to obce miejsce, ale możesz sobie wyobrazić ludzi tam mieszkających, choć w skafandrach kosmicznych i starannie skonstruowanych siedliskach. Wenus nie wygląda zbyt atrakcyjnie.

„Przez długi czas myśleliśmy, że Wenus jest niegościnna – i tak jest teraz” – powiedziała Margot. „Ale nie zdawaliśmy sobie sprawy, że we wczesnej historii Układu Słonecznego mógł być gościnny”.

Możliwe, że Wenus wciąż posiada wskazówki, czy życie mogło tam istnieć w pewnym momencie swojej przeszłości. „A jedno z największych pytań nauki dotyczy życia i możliwości zamieszkania” – dodała Margot.

I w grę może wchodzić pewien stopień globalnej polityki. „Podczas wyścigu kosmicznego Związek Radziecki naprawdę skupił swoje wysiłki na Wenus, więc przez długi czas ustanowił program Wenus” – powiedział Whitten. Z drugiej strony Stany Zjednoczone skupiły się bardziej na Marsie. Chociaż obecnie istnieje znacznie większa międzynarodowa współpraca w eksploracji kosmosu, prawdopodobnie nadal istnieje dziedzictwo zimnej wojny, które kieruje NASA w stronę Marsa i z dala od Wenus.

Ale teraz, w końcu, dzięki trzem niedawno zatwierdzonym misjom na Wenus, wrócimy do tego fascynującego miejsca, aby dowiedzieć się więcej.

„Dla wielu planetologów było zniechęcające, że Wenus była tak długo pomijana” – powiedziała Margot. „Ale teraz to naprawdę ekscytujące, że w końcu wracamy”.

Trzy nowe misje

Trzej nowi odkrywcy Wenus będą dwiema misjami NASA, DAVINCI+ i VERITAS, oraz jedną misją Europejskiej Agencji Kosmicznej, EnVision. Jeśli nie wyobrażasz sobie, że między rywalizującymi misjami na Wenus istnieje jakakolwiek niechęć, obaj badacze, z którymi rozmawialiśmy, wyrazili radość i podekscytowanie z powodu wielu misji zbierania danych z tej planety.

Trzy misje będą się wzajemnie uzupełniać: DAVINCI+ przyjrzy się atmosferze Wenus, VERITAS przyjrzy się Wenus na poziomie globalnym, a EnVision będzie obrazować około jednej czwartej powierzchni w sposób znacznie bardziej ukierunkowany sposób. Instrumenty również będą inne, ponieważ EnVision ma zarówno obrazowanie radarowe, jak i echosondę do zaglądania pod powierzchnię.

„VERITAS zamierza przyjrzeć się głębokiej warstwie podpowierzchniowej, patrząc na litosferę” — wyjaśnił Whitten. „Ale dzięki EnVision będą mogli spojrzeć na bardzo bliską powierzchnię podpowierzchniową, aby zrozumieć, jaka może być jej struktura”.

Dzięki połączeniu trzech misji powinniśmy być w stanie poznać Wenus od góry do dołu, od gęstej atmosfery aż do jej głębokiego jądra. W końcu moglibyśmy dowiedzieć się tyle samo o tej planecie, co o jej lepiej zbadanej siostrze, Marsie.

„Każda z tych [misji] ma różne cele” — powiedział Whitten. „Ale ogólnie rzecz biorąc, wszystkie trzy z nich mówią nam, że Wenus jest kluczem do zrozumienia tego, co dzieje się na Ziemi. To bardzo ekscytujące, perspektywa posiadania programu na Wenus podobnego do programu na Marsie”.

Zalecenia redaktorów

• Oto dlaczego naukowcy uważają, że życie mogło kwitnąć na „piekielnej planecie” Wenus
• Sztuka i nauka hamowania aerodynamicznego: klucz do odkrywania Wenus
• Aktywność wulkaniczna Wenus pozostawiła ją z gąbczastą powłoką zewnętrzną
• Dwa statki kosmiczne pracowały razem, aby dowiedzieć się o polu magnetycznym Wenus
• 30-letnia misja badania magnetosfery dobiega końca