Возвращение NASA на Венеру: что и почему

3В закладки
Венера скрывает огромное количество информации, которая может помочь нам лучше понять Землю и экзопланеты. Это изображение представляет собой совокупность данных с космических аппаратов NASA “Магеллан” и “Пионер-Венера” .

Учёная-планетолог Сью Смрекар очень хочет вернуться к изучению Венеры. В своем кабинете в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA она показывает изображение тридцатилетней давности, полученное аппаратом “Магеллан”. Это напоминание о том, как давно американские аппараты не были в окрестностях горячей планеты. На изображении перед нами предстаёт адский пейзаж: молодая поверхность с большим количеством вулканов, гигантскими трещинами, цепями высоких гор, разогретая до температуры достаточно высокой, чтобы расплавить свинец.

Сью Смрекар на брифинге перед посадкой аппарата Mars InSight

Ранее климат Венеры (ныне испорченный парниковым эффектом), вероятно, был очень похож на земной. Возможно, на планете даже был небольшой океан воды и зоны субдукции. Смрекар отмечает:

Венера является своего рода контрольной точкой для Земли. Мы полагаем, что обе планеты начали свою жизнь с примерно одинаковым составом веществ, в том числе воды и углекислого газа. Но они пошли совершенно разными путями. Нам интересно то, какие процессы привели к таким грандиозным отличиям.

Смрекар работает с Исследовательско-аналитической группой Венеры (VEXAG) — коалицией учёных и инженеров, которая исследует способы для нового посещения планеты. Группа работает с различными подходами, но все участники согласны с тем, что Венера могла бы рассказать нам кое-что жизненно важное о нашей планете. Кое-что о том, что случилось с климатом нашей соседки и какое это имеет значение для жизни на Земле.

Орбитальный аппарат

Хотя Венера и не является самой близкой планетой к Солнцу, она занимает титул самой горячей планеты Солнечной системы. Посадка на её поверхность осложняется жарой в 480 градусов, облаками из серной кислоты и колоссальным давлением атмосферы, которое в 90 раз выше земного. Из девяти советских аппаратов, которые успешно достигли поверхности Венеры, ни один не проработал больше 127 минут.

Небольшое видео, которое показывает раскалённый мир и призывает нынешних и будущих учёных к изучению его многочисленных особенностей.

По сравнению с условиями на поверхности планеты, открытый космос кажется не таким уж и плохим местом. В его относительной безопасности может работать орбитальный аппарат: использовать радиолокационную и ближнюю инфракрасную спектроскопию для наблюдения за слоями облаков, измерения изменений ландшафта во времени и фиксирования движения слоёв венерианской коры. В его задачи может входить поиск следов воды из прошлого Венеры, а также наблюдение за вулканической активностью и всего, что могло оказать влияние на нынешний облик планеты. 

Смрекар, которая работает над концепцией орбитального аппарата VERITAS, не считает, что на Венере протекают тектонические процессы, идентичные земным. Но она видит, что на планете есть намёки на зоны субдукции. Для полного понимания этих процессов, конечно же, нужны новые данные.

Мы очень мало знаем о составе поверхности Венеры. Мы думаем, что там существуют континенты, как на Земле, которые сформировались благодаря процессу субдукции в прошлом. Но у нас недостаточно информации, чтобы это подтвердить.

Ответы на подобные вопросы не только углубят наше понимание того, почему Венера и Земля так отличаются друг от друга; они также могли бы сузить круг условий, на которые учёные опираются при поиске планет, похожих на Землю.

Стратостат

Орбитальные аппараты — не единственное средство изучения Венеры с близкого расстояния в безопасных условиях. В воображении инженеров JPL Аттилы Комьяти и Сиддхартха Кришнамурти витает целая армада стратостатов, которые путешествуют в ураганных ветрах верхних слоёв атмосферы планеты, где температуры близки к земным. По словам Кришнамурти:

Миссия на Венеру со стратостатом ещё не утверждена, но сама её концепция — отличный способ исследовать планету. Стратостат находится достаточно близко к её поверхности, чтобы получить важные научные данные. И условия, в которых он работает, гораздо более благоприятны, нежели внизу, что позволяет аппаратуре проработать существенно большее время.

Команда разработчиков оснастит стратостаты сейсмометрами, которые достаточно чувствительны, чтобы обнаружить активность в коре Венеры. Волны земных землетрясений проникают в нашу атмосферу в виде инфразвука.

Да, это похоже на гигантский мешок для мусора

Кришнамурти и Комьяти продемонстрировали, что эта техника работает с воздушными шарами на горячем газе — они измеряли слабые сигналы над сейсмически активными зонами. В гораздо более плотной атмосфере Венеры подобный эксперимент может дать ещё более убедительные результаты — сейсмическая активность на Венере оказывает большее влияние на атмосферу планеты, нежели на Земле.

Однако, для получения таких данных необходимо решить одну проблему — ураганные ветра в верхних слоях атмосферы Венеры. Группа VEXAG определила, что в идеале венерианскому стратостату необходимо контролировать движение хотя бы в одном направлении. Команда Кришнамурти и Комьяти ещё не зашла настолько далеко, чтобы предложить решение этой проблемы. Но у них есть задумка, которая заключается в движении воздушных шаров вместе с атмосферой вокруг планеты, с передачей данных на орбитальный аппарат. Хотя бы что-то.

Посадочный аппарат

Концепция венерианского стимпанк-ровера AREE

Облака на Венере — одна из многих проблем, которые стоят перед посадочным аппаратом. Они снижают количество солнечных лучей, достигающих поверхности планеты, вследствие чего использование солнечных батарей для обеспечения аппарата энергией является нецелесообразным. Да и другие источники энергии нам не слишком помогут — планета слишком горяча, чтобы они могли проработать хоть сколько-нибудь адекватное время. По словам инженера-разработчика космических аппаратов для изучения Венеры из Лаборатории реактивного движения NASA Джеффа Холла:

Чтобы понять температурные условия Венеры, представьте, что с этого дня вы решили жить в самоочищающейся печи. В Солнечной системе ни на одной планете или спутнике больше нет таких условий на поверхности.

Срок службы венерианского посадочного аппарата ограничен тем фактором, что его электроника начнёт выходить из строя спустя несколько часов. Джефф отмечает, что количество энергии, необходимой для его охлаждения, потребует больше солнечных батарей, чем может вместить в себя сам аппарат.

Пока нет никакой надежды, что мы сможем придумать систему охлаждения для аппарата. Всё, что мы можем сделать — это замедлить скорость, с которой он разрушается.

NASA заинтересовано в развитии термостойких технологий, которые позволят аппарату продержаться на поверхности Венеры несколько дней или даже недель. И хотя концепция посадочного аппарата Холла не добралась до следующего этапа процесса утверждения, она привела его к новой работе: термостойкой системе бурения и забора проб для анализа венерианской почвы. Джефф работает совместно с Honeybee Robotics над дизайном электродвигателей нового поколения, которые приводят в действие дрели в экстремальных условиях, а инженер JPL Джо Мелко разрабатывает пневматическую систему отбора проб.

Они тестируют свои образцы в испытательной камере со стальными стенками, условия внутри которой в точности повторяют условия на поверхности Венеры (вплоть до состава атмосферы, которая более чем на 95% состоит из углекислого газа). И с каждым новым испытанием команда приближает человечество на один шаг ближе к пониманию всего того, что происходит в загадочном мире по соседству. 

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

25
Войдите, чтобы видеть ещё 5 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Сергей Королёв
Вечность назад

і я розумію, чому там 30 років нікого не було. Практичної цінності для людства не становить. Принаймні в поточному столітті

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
Если не получается зайти отсюда, попробуйте по ссылке.