Было бы легче отправить людей на Венеру, чем на Марс?
Несмотря на все предположения о пилотируемых миссиях на Марс, очень мало разговоров о пилотируемых миссиях на Венеру (чья орбита ближе к орбите Земли, чем Марс). При этом было бы легче отправить людей на Венеру? Если да, то как и почему?
Ответы
Технически да, было бы проще посадить людей на Венеру. Вам нужно меньше толчка для межпланетного путешествия, а замедление тривиально с такой плотной атмосферой ... один из суб-зондов Pioneer Multiprobe совершил мягкую посадку, несмотря на то, что он был разработан только как атмосферный.
Однако температура поверхности остается около 464 ° C при давлении более 90 атмосфер. Мы не сможем сохранить кому-то жизнь дольше, чем, возможно, несколько часов, а ракеты в таких условиях практически не работают. Приземление было бы смертным приговором. Вы могли бы прожить дольше, запустив воздушный шар, который удерживает вас в верхних слоях атмосферы, но Венера почти такая же большая, как Земля, и для ее выхода потребуется ракета такого же размера, как та, которую вы использовали для ее достижения, за исключением запуска из верхних слоев атмосферы. Это намного превышает наши текущие возможности, поэтому вы только отложите свой выход на поверхность.
Как уже отмечали другие, доставить людей на Венеру будет немного проще, чем на Марс.
Однако давайте рассмотрим выживание на Венере более подробно. Хотя не было никаких пилотируемых миссий ни на Марс, ни на Венеру, были беспилотные миссии к обоим. Итак, давайте посмотрим, как долго продержались эти беспилотные миссии.
США отправили на Марс четыре марсохода.
- Pathfinder был активен на Марсе с 4 июля 1997 г. до тех пор, пока связь не была потеряна 27 сентября 1997 г. Это составляет немногим менее 3 месяцев, в течение которых он активно использовался.
- Spirit был активен с 4 января 2004 г. по 22 марта 2010 г., в общей сложности более 6 лет.
- Opportunity приземлился 25 января 2004 года и продолжал работать до 10 июня 2018 года, в общей сложности почти 15 лет.
- Curiosity приземлился на Марс 6 августа 2012 года и продолжает работать сегодня чуть более 8 лет спустя.
Итак, минимум 3 месяца и максимум 15 лет (пока что), хотя Curiosity может довольно легко установить новый рекорд.
Теперь рассмотрим Венеру. Двумя наиболее долговечными зондами были «Венера 13» и «14», запущенные русскими. «Венера-14» продержалась всего 57 минут. Венера 13, однако, является рекордсменом: она продержалась целых 127 минут. Даже если быть щедрым и округлым, это дает в общей сложности 3 часа 5 минут между ними двумя.
Учитывая атмосферу Венеры, продление почти часа было впечатляющим достижением, а целых два часа - почти ошеломляющим. Люди, которые изучали их, вероятно, имеют идеи о том, как создать что-то лучше, но даже в этом случае я сомневаюсь, что даже самый самоуверенный молодой хищник будет достаточно смелым, чтобы заявить, что они могут разработать что-то, что прослужит целый день, не говоря уже о длятся месяцами.
Резюме
Марс, возможно, не самое дружелюбное место, о котором можно мечтать, но это абсолютный рай по сравнению с Венерой.
Справка
https://www.space.com/18551-venera-13.html#:~:text=The%20Soviet%20Union%20sent%20three,information%20between%201983%20and%201984.
Атмосферное давление Венеры раздавило бы любого человека. Поэтому Марс был бы немного более гостеприимным. Он может быть красным и сухим, но это не кислотный дождь!
Хотя добраться до Марса дороже, чем до Венеры (для этого требуется больше delta-v, таким образом, ваше соотношение полезной нагрузки к топливу меньше в миссии на Марс, чем в миссии на Венеру, все остальное остается таким же), у нас есть все необходимые технологии отправить людей на Марс и поддержать их в течение значительного периода времени. Конечно, нам нужно построить космические корабли и усовершенствовать некоторые технологии для адаптации к Марсу, но ничего принципиально нового не требуется.
Венера, с другой стороны, требует разработки новых технологий, прежде чем мы сможем поместить людей в любую точку ее атмосферы. Для строительства основания на поверхности потребуются экзотические строительные материалы и методы, которыми мы не владеем. Было бы проще перемещать базу в верхних слоях атмосферы (по сути, это был бы гигантский воздухонепроницаемый дирижабль с благоприятной для человека атмосферой в кабине), но он должен был быть способен снова запускать ракеты в космос (по крайней мере, на малой высоте). Орбита Венеры для встречи с космическим кораблем, способным вернуться на Землю) и снова "посадить" их обратно на базу, что на данный момент выходит за рамки наших текущих возможностей (может быть, не далеко, может это сделать ракета с воздушным пуском, может что-то вроде White Knight от Virgin Galactic).
В краткосрочной перспективе у Марса есть более интересные научные цели, потому что у нас есть веские основания полагать, что когда-то на его поверхности была жидкая вода, в которой могла быть некоторая форма примитивной жизни до того, как атмосфера была потеряна, а вода выкипела. Хотя в прошлом на Венере могла быть и жидкая вода, вся ее поверхность была «восстановлена» в результате катастрофического события в недавнем геологическом прошлом, которое стерло все признаки жизни, которая могла там быть. Поверхность Венеры также гораздо более негостеприимна, чем поверхность Марса, что проводить какие-либо исследования, требующие присутствия человека на планете, пока технологически невозможно.
В более долгосрочной перспективе, когда эти проблемы будут решены, Венера, возможно, станет более жизнеспособным кандидатом на колонизацию человека, чем Марс. Поверхностная гравитация Венеры намного ближе к земной, чем на Марсе, поэтому долгосрочные последствия для здоровья от жизни в условиях низкой гравитации, вероятно, будут меньше на Венере (если они вообще там будут проблемой) по сравнению с Марсом. . Вы также получаете преимущества атмосферы Венеры для защиты от космических лучей и излучения Солнца.
TL; DR
Да, при отправке полезной нагрузки на Венеру вам нужно меньше дельта-v. Это означает, что вы можете сделать это с большим соотношением полезной нагрузки к топливу, чем путешествие на Марс. Общее время в пути также короче, поэтому меньшая часть вашей полезной нагрузки предназначена для жизнеобеспечения экипажа в пути туда и обратно, поэтому масса полезной нагрузки вашей миссии может быть больше. Но до тех пор, пока у нас не будет значительных технологических достижений, на Венере нет ничего, для чего нам нужны люди, в то время как Марс позволяет нам заниматься наукой больше, чем мы могли бы, используя только вездеходы.
Есть несколько концептуальных миссий для пилотируемых миссий в высотный город / исследовательскую станцию с использованием воздушных шаров. https://ntrs.nasa.gov/citations/20160006329 (Спасибо @eps за поиск ссылки)
На большой высоте температура и давление не такие сумасшедшие. Однако сложность строительства площадки и посадки и взлета ракет довольно сложна. Другой вопрос, насколько полезной была бы такая миссия, когда они не могут достичь поверхности, чтобы экипаж мог лучше контролировать удаленные зонды, которые были отправлены с их аэростатной станции. Но опять же, хотя Венера менее понятна, чем Марс, мы понимаем, что она менее интересна с точки зрения перспективы на планете, была ли жизнь. Возможно, в прошлом Венера была намного лучше, но нынешние условия, вероятно, стерли бы большую часть свидетельств.
Мне нравится этот фрагмент из блога WaitButWhy, где утверждается, что во время приземления и пребывания на поверхности Венеры - это ад, там может быть слой атмосферы, где есть воздух, подобный земле.
Любопытно, однако, что если вы дойдете до вершины жалкой атмосферы Венеры, вы будете вознаграждены - шокирующе - приятными, пригодными для жизни условиями. Случайным образом наверху облаков Венеры находится слой, где температура и давление аналогичны земным, и поскольку кислород и азот поднимаются в плотной атмосфере Венеры (как гелий на Земле), воздух в этом слое может быть близко к дышащему. Это побудило некоторых ученых обсудить колонизацию человеком высоких слоев атмосферы Венеры, построив «города, предназначенные для плавания на высоте около пятидесяти километров в атмосфере Венеры».
Источник: https://waitbutwhy.com/2015/08/how-and-why-spacex-will-colonize-mars.html/2#part2
Дальнейшие источники по цитате.