Przez dziesięciolecia eksploracja naszego Układu Słonecznego pozostawiła jedną z sąsiednich planet, Wenus, w dużej mierze niezbadaną. Teraz wszystko się zmieni.
W najnowszym ogłoszeniu programu eksploracji Układu Słonecznego NASA , dwie misje otrzymały zielone światło – i obie zmierzają do Wenus . Dwie ambitne misje rozpoczną się w latach 2028-2030.
Oznacza to znaczną zmianę kierunku dla działu planetarnego NASA, który nie wysyłał misji na planetę od 1990 roku. To ekscytująca wiadomość dla naukowców zajmujących się kosmosem, takich jak ja.
Wenus to wrogi świat. Jego atmosfera zawiera kwas siarkowy, a temperatura powierzchni jest wystarczająco wysoka, aby stopić ołów. Ale nie zawsze tak było. Uważa się, że Wenus na początku była bardzo podobna do Ziemi . Więc co się stało?
Podczas gdy na Ziemi węgiel jest uwięziony głównie w skałach , na Wenus uciekł do atmosfery, co czyni go około 96 procentowym dwutlenkiem węgla. Doprowadziło to do niekontrolowanego efektu cieplarnianego, podnosząc temperaturę powierzchni do 750 kelwinów (470 stopni Celsjusza lub 90 stopni Fahrenheita).
Historia planety sprawia, że jest to doskonałe miejsce do badania efektu cieplarnianego i uczenia się, jak nim zarządzać na Ziemi. Możemy użyć modeli, które kreślą ekstrema atmosferyczne Wenus i porównują wyniki z tym, co widzimy w domu.
Jednak ekstremalne warunki na powierzchni są jednym z powodów, dla których misje eksploracji planet ominęły Wenus. Wysoka temperatura oznacza bardzo wysokie ciśnienie 90 barów (co odpowiada mniej więcej kilometrowi pod wodą), które wystarcza do natychmiastowego zmiażdżenia większości lądowników planetarnych. Może więc nie być niespodzianką, że misje na Wenus nie zawsze szły zgodnie z planem.
Większość dotychczasowych eksploracji została przeprowadzona przez ówczesny Związek Radziecki w latach 60. i 80. XX wieku. Istnieje kilka godnych uwagi wyjątków, takich jak misja Pioneer Venus NASA w 1972 roku i misja Venus Express Europejskiej Agencji Kosmicznej w 2006 roku.
Pierwsze lądowanie miało miejsce w 1970 roku, kiedy radziecki samolot Venera 7 rozbił się z powodu stopienia spadochronu. Ale udało mu się przesłać 20 minut danych z powrotem na Ziemię. Pierwsze zdjęcia powierzchni wykonała Venera 9, a następnie Veneras 10, 13 i 14 .
Misja zejścia
Pierwsza z dwóch wybranych misji NASA będzie znana jako Davinci+ (skrót od Deep Atmosphere of Venus Investigations of Noble Gases, Chemistry and Imaging). Zawiera sondę opadającą, co oznacza, że zostanie zrzucona przez atmosferę, wykonując pomiary po drodze. Zejście ma trzy etapy, z których pierwszy bada całą atmosferę.
Sonda będzie szczegółowo przyglądać się składowi atmosfery, dostarczając informacji o każdej warstwie w miarę jej opadania. Wiemy, że kwas siarkowy jest ograniczony do warstw chmur na wysokości około 50 kilometrów (30 mil) i wiemy, że atmosfera składa się w 97% z dwutlenku węgla. Ale badanie pierwiastków śladowych może dostarczyć informacji o tym, jak atmosfera znalazła się w tym stanie. Drugim etapem będzie przyjrzenie się niższym wysokościom w celu szczegółowego pomiaru właściwości pogodowych, takich jak prędkość wiatru, temperatura i ciśnienie.
Ostatni etap to wykonanie zdjęć powierzchniowych w wysokiej rozdzielczości. Chociaż jest to bardzo powszechne na Marsie, zawsze stanowiło wyzwanie na Wenus. Gruba warstwa chmur oznacza, że światło widzialne jest odbijane, więc obserwacje z Ziemi lub z orbity nie są praktyczne. Intensywne warunki na powierzchni oznaczają również, że łaziki są niepraktyczne. Jedną z sugestii była misja balonowa .
Mamy obraz powierzchni Wenus w niskiej rozdzielczości, dzięki misji NASA Magellan w 1990 roku, która zmapowała powierzchnię za pomocą radaru. Sonda Davinci podczas opadania wykona obrazy powierzchni za pomocą światła podczerwonego. Zdjęcia te nie tylko pozwolą na lepsze planowanie przyszłych misji, ale także pomogą naukowcom zbadać, w jaki sposób uformowała się powierzchnia.
Mapowanie powierzchni
Druga misja nazywa się Veritas, co jest skrótem od Emisyjności Wenus, Nauki Radiowej, InSAR, Topografii i Spektroskopii. Będzie to bardziej standardowa misja planetarna. Orbiter będzie miał na pokładzie dwa instrumenty do mapowania powierzchni, uzupełniając szczegółowe obserwacje w podczerwieni z Davinci.
Pierwszym z nich jest kamera, która prowadzi obserwacje w różnych długościach fal. Może widzieć przez chmury Wenus, aby zbadać skład atmosfery i gruntu. Zadanie to jest bardzo trudne, ponieważ temperatura powierzchni powoduje, że odbite światło ma bardzo szeroki zakres długości fal. Veritas zrekompensuje to za pomocą technik często używanych do badania atmosfer egzoplanet.
Kamera długości fali będzie również szukać śladów pary wodnej. Misja Venus Express wykazała, że głównymi pierwiastkami uciekającymi z atmosfery Wenus są wodór i tlen , więc jeśli jest jakakolwiek woda, to będzie ona w niewielkich ilościach lub głęboko pod powierzchnią.
Drugim instrumentem jest radar i wykorzystuje technikę szeroko stosowaną w satelitach obserwacyjnych Ziemi. Bardzo duży aktywny odbiornik radiowy – ważny dla obrazów o wysokiej rozdzielczości – jest symulowany za pomocą impulsów radiowych skierowanych pod różnymi kątami przed statkiem kosmicznym. Obrazy radarowe o wysokiej rozdzielczości stworzą bardziej szczegółową mapę, aby zbadać ewolucję powierzchni Wenus, a także określić, czy istnieje jakakolwiek aktywność tektoniczna lub wulkaniczna.
Misje te mogą również stanowić dowód na teorię, że powierzchnia Wenus całkowicie stopiła się i zreformowała 500 milionów lat temu. To wyjaśniało brak uderzeń meteorytów na powierzchni, ale jak dotąd nie znaleziono dowodów na warstwę lawy wulkanicznej, która wynikałaby z takiej zmiany powierzchni .
To ekscytujące, że NASA zwróciła swój pogląd na misję planetarną w kierunku Wenus. Obawiam się, że dla każdego początkującego astronauty szansa na wysłanie tam człowieka w najbliższym czasie nie istnieje. Ale informacje, które można uzyskać od w dużej mierze zapomnianej siostry Ziemi, będą miały bardzo dużą wartość dla zrozumienia naszego świata.
Ian Whittaker jest starszym wykładowcą fizyki na Nottingham Trent University w Nottingham w Anglii.
Ten artykuł został ponownie opublikowany z The Conversation na licencji Creative Commons. Można znaleźć oryginalny artykuł tutaj.
