Вулканы, жизнь и океаны: разговор с астробиологом о перспективах изучения Венеры

1В закладки

Дэвид Гринспун – американский астробиолог, популяризатор науки, соавтор книги “За новыми горизонтами: Первый полёт к Плутону” и старший научный сотрудник Планетологического института США. Его исследования сосредоточены на сравнительной планетологии с акцентом на эволюции климата экзопланет и его влияния на их обитаемость. Дэвид – один из ведущих специалистов в мире по исследованию Венеры. Он является советником NASA по вопросам стратегии освоения космоса. Сейчас он принимает активное участие в проекте DAVINCI+, который представляет собой концепцию миссии по изучению атмосферы Венеры. Гринспун являлся междисциплинарным учёным в проекте ESA “Венера-Экспресс”, а также выступает в роли научного сотрудника в японской миссии “Акацуки”. Дэвид был соавтором двух научных трудов, вызвавших широкое обсуждение общественности: Was Venus the first habitable world of our Solar System (Была ли Венера первым обитаемым миром в Солнечной системе?) и Venus as a laboratory for exoplanetary science (Венера как лаборатория для экзопланетологии).

Дэвид Гринспун (справа) и Алан Штерн (слева)

Недавно Дэвид Гринспун посетил конференцию Rocky World в Кембридже. Именно там автор статьи и смог организовать это интервью.

В прошлом году в журнале Nature вышла статья, в которой утверждалось, что предстоящие десять лет будут “десятилетием Венеры”. Вы согласны с этим утверждением?

Должно быть так. Вам может показаться, что я несколько уклоняюсь от ответа, но единственная причина, по которой я это делаю, состоит в том, что я являюсь участником сообщества, стремящегося продвинуть новую миссию к Венере уже довольно долгое время. Мы как Чарли Браун – неудачник с большой решимостью и надеждой, который постоянно страдает от собственного невезения. У меня есть внутреннее ощущение шаткости наших надежд. Тем не менее, я считаю, что предстоящее десятилетие должно стать “десятилетием Венеры”. Уверенность в успехе затеи теперь распространилась и за пределы нашей маленькой группы фанатов. Мы нашли поддержку у многих планетологов. 

Мне кажется странным, что для того, чтобы увеличить наше количество знаний о землеподобных планетах, необходимо строить дорогостоящие космические обсерватории, которые будут собирать крупицы информации о таких мирах в отражённом свете. В то время как самая что ни на есть настоящая “сестра Земли” расположилась у нас прямо под носом. Мы до сих пор не понимаем эволюционные процессы на Венере, потому что не исследовали их детально.

Экзопланетология, безусловно, играет свою роль. Надеются ли фанаты изучения Венеры извлечь выгоду из популярности этой области науки?

Большой интерес к внесолнечным мирам, подобным Земле, и стремление к их пониманию нам только на руку. В последние десятилетия люди практически не вкладывали средства в изучение Венеры. Тем не менее, она представляет собой кладезь информации о формировании землеподобных планет. Меня очень порадовала атмосфера на конференции Rocky Worlds, где я был своего рода “парнем с Венеры”. Экзопланетологи отзывались с большим энтузиазмом. “Слушай, а исследования Венеры действительно имеют смысл. Почему же мы её больше не изучаем? Было бы здорово побольше узнать о ней, чтобы приумножить знания об экзопланетах!”

Помимо экзопланетологов кто-то проявляет интерес к Венере? Через научные исследования или иной вклад в концепции миссий?

Астробиологи. Они сейчас действительно заинтересовались. Лично меня интересует вопрос обитаемости. То, как планеты получают способность поддерживать пригодные для жизни условия. Как они их теряют. И что из себя эти условия вообще представляют. Последняя климатическая модель Венеры предполагает, что эта планета была пригодной для существования и развития жизни большую часть своей истории. Ранее мы полагали, что она всегда была сухой – такой, какой предстаёт перед нами сейчас. Но затем мы применили к этой планете хорошие климатические модели, отличающиеся от тех, что мы используем для предсказания климата на Земле. Модели общей циркуляции показали нам, что на протяжении большей части своей истории Венера имела условия для поддержания океана жидкой воды на своей поверхности, а потеряла она их совсем недавно. Если опираться на эти модели, то можно представить себе ситуацию, в которой в Солнечной системе присутствуют две похожие друг на друга планеты, на каждой из которых имеется океан воды. И каждая из этих планет могла обмениваться материалами с другой.

Венера глазами японского космического аппарата “Акацуки”

Поэтому Венера – хороший объект для изучения со стороны астробиологии. Но чтобы получить больше знаний об эволюции этой планеты, нам стоит отправить к ней больше научных миссий. Потому что какими бы точными ни были модели, у всех из них есть ограничения. Модели говорят: “Давайте вот тут предположим это, а вот здесь предположим то, и, возможно, у нас получится кое-какой интересный результат”. Единственный способ подтвердить или опровергнуть эти предположения – отправить к Венере научную миссию. Провести важные замеры в атмосфере, возможно, выявить её новые компоненты. И даже узнать кое-что о составе поверхности.

В вашей книге “Открываем Венеру” вы обсуждали текущее состояние знаний о венерианской поверхности. Книга была опубликована в 1997 году и двадцать три года спустя мы знаем не намного больше, чем сейчас. Почему всё так затянулось?

Эта книга вышла после реализации программы “Магеллан”. К сожалению, с тех пор мы не смогли собрать большое количество данных о поверхности Венеры. Мы провели ряд наблюдений в инфракрасном диапазоне – в нём поверхность планеты видна достаточно хорошо, но в ограниченной степени. Ещё кое-что мы подчерпнули благодаря аппаратам “Венера-Экспресс” и “Акацуки”. Но по большей части моя книга не устарела. 

Дальнейшие миссии по изучению Венеры были приостановлены; считалось, что чересчур суровые условия на поверхности планеты многократно повышают риски. Но достижения последних лет изменили всё. Особенно радует прогресс в микроэлектронике. Достаточно взглянуть на камеру в вашем телефоне: ничего подобного мы бы не смогли установить на космический аппарат в 70-е, 80-е или 90-е годы даже при всём желании. Уменьшение электронных компонентов действительно играет важную роль, потому как учёные и инженеры, отправляющие научную миссию к другой планете, ограничены массой устанавливаемых на аппарат инструментов. Ограничения по массе аппарата создают ограничения на выбор ракеты-носителя, что, в свою очередь, влияет на стоимость запуска.  Также эти ограничения сильно влияют на расчёт энергопотребления зонда. Хочется также отметить, что современные материалы могут выживать в очень неблагоприятных средах. На самом деле, я бы хотел написать дополнение к своей книге, но придётся подождать результатов работы миссии DAVINCI+. Или любой другой, что отправится к Венере.

Какая самая важная вещь о Венере, которую нам стоит узнать?

Я думаю, что стоит узнать две вещи. Во-первых: имеются ли на Венере действующие вулканы? Мы думаем, что имеются. У нас есть даже косвенные доказательства этому. Это очень важно, поскольку наши представления о Венере в разрезе её сравнения с другими планетами Солнечной системы, базируются на активности этой планеты. Геология полезных ископаемых Луны и явления, оказавшие влияние на формирование Марса – всё это очень интересно. Но с точки зрения реальной геологической активности (извержений вулканов и землетрясений) эти тела давно мертвы (хотя Марс всё же подаёт признаки жизни: учёные признали Красную планету сейсмически активным телом – прим. переводчика). Венера же может быть активной в том же смысле, что и Земля: иметь действующие вулканы и так далее. Было бы очень интересно охарактеризовать эту активность. Миссия, в ходе которой можно было бы провести измерения в атмосфере, детально картографировать поверхность и наблюдать её изменение в режиме реального времени, могла бы помочь нам понять, насколько действительно активна Венера.

Во-вторых, не менее важным вопросом является история воды на этой планете. Этот вопрос стоит разбить на две части: действительно ли на Венере существовали океаны? И если да, то как долго они существовали? Эти вопросы имеют огромное значение для понимания эволюции планеты и её сравнения с Землёй. Также ответы на эти вопросы важны при рассмотрении проблемы обитаемости планет в целом. Но для получения ответов необходимо детально изучить атмосферу и поверхность Венеры.

Смогут ли предложенные миссии –  DAVINCI+, VERITAS, EnVision, Венера-Д и Shukrayaan-1 – дать ответы на эти два вопроса о Венере?

Все предложенные миссии разные. И каждая из них сможет добавить что-то новое в наши представления о Венере. Как вы знаете, я работаю в команде проекта DAVINCI+. Эта миссия разработана, по большей части, для изучения атмосферы. Например, поиска химических веществ, выбрасываемых вулканами или дисбаланса в её составе. Миссия также поможет картографировать поверхность и узнать кое-что о её строении. Но другие разрабатываемые сейчас концепции также вниманием обделять не стоит, будь то простые сбрасываемые зонды или орбитальные аппараты. Все они дополняют друг друга и способствуют нашей общей цели – пониманию Венеры как мира. Чего я точно не собираюсь делать, так это убеждать кого-то в том, что одна из этих миссий лучше другой. Я был бы рад, если бы любая из них смогла начать работу.

Аппарат VERITAS вблизи Венеры в представлении художника

В программе Discovery есть четыре миссии, которые добрались до фазы А. Предположительно, две из них будут выбраны для запуска. Я считаю, что нам нужно сделать выбор в пользу миссий DAVINCI+ и VERITAS. У меня есть кое-какие личные соображения по этому поводу. Мог бы за пивом рассказать вам о том, почему DAVINCI+ – это лучший из вариантов. Но если уж следующее десятилетие и станет “десятилетием Венеры”, то этих двух миссий будет явно недостаточно. Нам нужен спускаемый аппарат. Последний американский аппарат был сброшен на поверхность Венеры в 1979-м году. Нам необходимо отправиться туда вновь, с приборами и инструментами 21-го века. Нужен также орбитальный аппарат с расширенными возможностями картографирования поверхности. Такие миссии будут новаторскими сами по себе. И, в конечном итоге, они проложат путь для роверов. Потому что есть виды вопросов, ответы на которые можно получить лишь в ходе длительной работы на поверхности планеты.

Ранее вы упомянули, что у астробиологов есть интерес к Венере. Также вы лично предположили, что облака могут быть своего рода обитаемой зоной на этой планете. Позволит ли какая-нибудь из предложенных миссий пролить свет в этом вопросе?

Я довольно давно являюсь сторонником того, что венерианские облака могут представлять собой одно из тех мест, которые способны поддерживать жизнь в нашей системе. Условия там совсем не похожи на поверхностные, где высокие температуры и давление не позволяют органической жизни существовать. Но в определённых слоях атмосферы, с точки зрения давления и температуры всё очень хорошо. Почти как на Земле. В связи с этим, первый вопрос, который приходит в голову: а как же серная кислота, из которой состоят облака? Ответ прост: мы знаем, что на Земле есть живые организмы, существующие в столь же кислотной среде, что и облака Венеры. У них есть источники энергии и питательные вещества. А ещё мы знаем, что на Земле имеются микроорганизмы, парящие в атмосфере. Хотя, они вполне могут переносится воздушными потоками между вершинами гор. С Венерой такое не сработает, конечно.

Но имеются доводы в пользу того, что Венера может являться более пригодным местом для обитания атмосферных микробов, чем Земля. На Земле облака эфемерны – они приходят и уходят. Плохой вариант, если облака должны являться вашим постоянным местом жительства. С Венерой всё иначе: там облака постоянны. Если бы вы жили на планете-океане и вдруг нашли бы другую планету, по которой водоёмы разбросаны то тут, то там, вы бы подумали, что возникновение жизни там маловероятно. Атмосфера Венеры – и есть океан. Огромное скопление постоянно существующих облаков толщиной в десятки километров. Такие условия благоприятно сказываются на времени жизни организмов и их репродуктивном цикле.

Я не говорю, что твёрдо уверен в существовании жизни на Венере и что нам необходимо её найти. Но практически целая индустрия сосредоточена на поиске следов жизни на Марсе, которые могут иметься или отсутствовать. В вопросе существования жизни я бы поставил Венеру в одну с Красной планетой категорию правдоподобия. Тут стоит вспомнить и о знаменитом неизвестном поглотителе ультрафиолета – таинственном веществе в атмосфере Венеры, которое поглощает более половины солнечной энергии. Мы понятия не имеем, что это такое. Идея, которую я продвигал в своей книге, состоит в том, что это вещество представляет собой биологический пигмент, аналог хлорофилла на Земле. Нам необходимы данные со спектроскопических приборов большого разрешения, чтобы получить ответ на вопрос о поглощении ультрафиолета в атмосфере Венеры. И является ли поглотитель жизнью.

Источник

Подборка интересных материалов о Венере:

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

21
Войдите, чтобы видеть ещё 31 комментарий, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Starman
Вечность назад

Супер! Гарна стаття! Не Марсом єдиним, в кінці кінців! "...имеются доводы в пользу того, что Венера может являться более пригодным местом для обитания атмосферных микробов, чем Земля. На Земле облака эфемерны – они приходят и уходят. Плохой вариант, если облака должны являться вашим постоянным местом жительства. С Венерой всё иначе: там облака постоянны. Если бы вы жили на планете-океане и вдруг нашли бы другую планету, по которой водоёмы разбросаны то тут, то там, вы бы подумали, что возникновение жизни там маловероятно. Атмосфера Венеры – и есть океан. Огромное скопление постоянно существующих облаков толщиной в десятки километров. Такие условия благоприятно сказываются на времени жизни организмов и их репродуктивном цикле. Я не говорю, что твёрдо уверен в существовании жизни на Венере и что нам необходимо её найти. Но практически целая индустрия сосредоточена на поиске следов жизни на Марсе, которые могут иметься или отсутствовать. В вопросе существования жизни я бы поставил Венеру в одну с Красной планетой категорию правдоподобия." Намагатися досягти венеріанського грунту - це схоже завданням на Землі опуститься на дно океану в Маріанську западину ... Можливо, та чи потрібно? Величезні круїзні кораблі бороздять простори 70% водної "поверхні" Землі місяцями ... а є проекти створення міні-міст, повністю незалежних від суші ... в сенсі відновлення необхідних продуктів харчування і споживаної енергії для життя там. Дуже схожа ситуація і з Венерою, де на висоті 50-60 км досить прийнятні умови для життя. Так, сірчана кислота ..., але це можна подолати при сучасних теслогіях. ... І сама Венера може піднести сюрприз у вигляді існування життя в її атмосфері... Go to Venus? https://thealphacentauri.net/48954-kolonizaciya-venery-vmesto-kolonizacii-marsa-an-nu-ego-ilona-maska-vmeste-s-marsom-letim/

Эллен Рипли
Вечность назад

Я вообще считаю Венеру более перспективной планетой по сравнению с Марсом. Обилие энергии и химического сырья. Близость и гораздо более частая доступность. На высоте ~70 км условия близки к земным. Можно создавать города-дирижабли и даже стартовые площадки, старт с которых на такой высоте даёт огромный выигрыш в топливе. Уверен, Венера - фабрика человечества в весьма недалёком будущем.

Юрий Г.
Вечность назад

>в проекте NASA “Венера-Экспресс” Речь о миссии в начале нулевых? Она вроде как европейская

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

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