เป็นเวลาหลายทศวรรษ ที่การสำรวจระบบสุริยะของเราทำให้ดาวศุกร์ที่อยู่ใกล้เคียงของเราซึ่งส่วนใหญ่ยังไม่ได้สำรวจ ตอนนี้สิ่งต่าง ๆ กำลังจะเปลี่ยนไป
ในการประกาศล่าสุดจากองค์การนาซ่าของโปรแกรมการสำรวจระบบสุริยะสองภารกิจที่ได้รับไปข้างหน้า - และพวกเขากำลังมุ่งหน้าไปทั้งดาวศุกร์ ภารกิจอันทะเยอทะยานทั้งสองนี้จะเปิดตัวระหว่างปี 2028 ถึงปี 2030
นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่สำหรับแผนกวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ของ NASA ซึ่งไม่ได้ส่งภารกิจไปยังโลกมาตั้งแต่ปี 1990 เป็นข่าวที่น่าตื่นเต้นสำหรับนักวิทยาศาสตร์อวกาศอย่างฉัน
ดาวศุกร์เป็นโลกที่เป็นศัตรู บรรยากาศของมันมีกรดซัลฟิวริกและอุณหภูมิพื้นผิวนั้นร้อนพอที่จะละลายตะกั่วได้ แต่มันไม่ได้เป็นแบบนี้เสมอไป คิดว่าดาวศุกร์เริ่มต้นคล้ายกับโลกมาก แล้วเกิดอะไรขึ้น?
ในขณะที่บนโลกนี้ คาร์บอนส่วนใหญ่ติดอยู่ในหินบนดาวศุกร์คาร์บอนได้หนีเข้าไปในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 96 เปอร์เซ็นต์ สิ่งนี้นำไปสู่ภาวะเรือนกระจกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่งผลให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงถึง 750 เคลวิน (470 องศาเซลเซียสหรือ 90 องศาฟาเรนไฮต์)
ประวัติศาสตร์ของโลกทำให้ที่นี่เป็นสถานที่ที่ดีเยี่ยมในการศึกษาปรากฏการณ์เรือนกระจกและเรียนรู้วิธีจัดการกับปรากฏการณ์เรือนกระจกบนโลก เราสามารถใช้แบบจำลองที่แสดงความสุดขั้วของบรรยากาศของดาวศุกร์ และเปรียบเทียบผลลัพธ์กับสิ่งที่เราเห็นที่บ้าน
แต่สภาพพื้นผิวที่รุนแรงเป็นหนึ่งในเหตุผลที่ภารกิจสำรวจดาวเคราะห์หลีกเลี่ยงดาวศุกร์ อุณหภูมิสูงหมายถึงแรงดันที่สูงมากถึง 90 บาร์ (เทียบเท่าใต้น้ำประมาณหนึ่งกิโลเมตร ) ซึ่งเพียงพอที่จะบดขยี้ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ในทันที อาจไม่แปลกใจเลยที่ภารกิจสู่ดาวศุกร์ไม่ได้เป็นไปตามแผนเสมอไป
การสำรวจส่วนใหญ่ที่ทำจนถึงตอนนี้ดำเนินการโดยสหภาพโซเวียตในขณะนั้นระหว่างปี 1960 ถึง 1980 มีข้อยกเว้นที่โดดเด่นบางประการ เช่นภารกิจ Pioneer Venus ของ NASAในปี 1972 และภารกิจVenus Expressของ European Space Agency ในปี 2549
การลงจอดครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 1970 เมื่อ Venera 7 ของสหภาพโซเวียตล่มเนื่องจากการละลายของร่มชูชีพ แต่มันสามารถส่งข้อมูล 20 นาทีกลับมายังโลกได้ ภาพพื้นผิวแรกที่ถูกถ่ายโดย Venera 9 ตามด้วยVeneras 10, 13 และ 14
ภารกิจโคตร
ภารกิจแรกของ NASA ที่ได้รับการคัดเลือกทั้งสองภารกิจจะเรียกว่า Davinci+ (การย่อบรรยากาศลึกของการสืบสวนของ Venus ของ Noble Gases, Chemistry และ Imaging) ประกอบด้วยโพรบโคตร ซึ่งหมายความว่ามันจะถูกปล่อยผ่านชั้นบรรยากาศ การวัดขณะดำเนินไป การลงเขามีสามขั้นตอนโดยขั้นแรกสำรวจบรรยากาศทั้งหมด
โพรบจะพิจารณาองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศโดยละเอียด โดยให้ข้อมูลในแต่ละชั้นเมื่อตกลงมา เรารู้ว่ากรดซัลฟิวริกถูกกักขังอยู่ในชั้นเมฆที่ระดับความสูงประมาณ 50 กิโลเมตร (30 ไมล์) และเรารู้ว่าบรรยากาศมีคาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 97 แต่การศึกษาธาตุติดตามสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับว่าบรรยากาศสิ้นสุดลงในสถานะนี้ได้อย่างไร ขั้นตอนที่สองจะดูที่ระดับความสูงที่ต่ำกว่าเพื่อวัดคุณสมบัติของสภาพอากาศ เช่น ความเร็วลม อุณหภูมิ และความดันอย่างละเอียด
ขั้นตอนสุดท้ายใช้ภาพพื้นผิวที่มีความละเอียดสูง แม้ว่าสิ่งนี้จะเป็นเรื่องปกติสำหรับดาวอังคาร แต่ก็เป็นสิ่งที่ท้าทายสำหรับดาวศุกร์มาโดยตลอด ชั้นเมฆหนาหมายถึงแสงที่มองเห็นได้สะท้อน ดังนั้นการสังเกตจากโลกหรือจากวงโคจรจึงไม่มีประโยชน์ สภาพพื้นผิวที่รุนแรงยังหมายถึงโรเวอร์ไม่สามารถทำได้ หนึ่งข้อเสนอแนะที่ได้รับภารกิจบอลลูน
เรามีภาพพื้นผิวของดาวศุกร์ที่มีความละเอียดต่ำ ต้องขอบคุณภารกิจมาเจลแลนของนาซ่าในปี 1990 ซึ่งทำแผนที่พื้นผิวโดยใช้เรดาร์ โพรบ Davinci จะถ่ายภาพพื้นผิวโดยใช้แสงอินฟราเรดในระหว่างการตกลงมา ภาพเหล่านี้จะไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถวางแผนได้ดีขึ้นสำหรับภารกิจในอนาคต แต่ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบว่าพื้นผิวก่อตัวขึ้นอย่างไร
การทำแผนที่พื้นผิว
ภารกิจที่สองเรียกว่า Veritas ซึ่งย่อมาจาก Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography and Spectroscopy นี่จะเป็นภารกิจของดาวเคราะห์ที่มีมาตรฐานมากขึ้น ยานอวกาศจะบรรทุกเครื่องมือสองชิ้นบนเรือเพื่อทำแผนที่พื้นผิว เสริมการสังเกตการณ์อินฟราเรดโดยละเอียดจากดาวินชี
อย่างแรกคือกล้องที่สังเกตในช่วงความยาวคลื่น มันสามารถมองทะลุเมฆดาวศุกร์ เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบของบรรยากาศและพื้นดิน งานนี้ยากมาก เนื่องจากอุณหภูมิพื้นผิวทำให้แสงสะท้อนมีความยาวคลื่นที่กว้างมาก เวอริทัสจะชดเชยสิ่งนี้โดยใช้เทคนิคที่มักใช้ศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ
กล้องความยาวคลื่นจะมองหาสัญญาณของไอน้ำด้วย ภารกิจ Venus Express แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบหลักที่หลบหนีจากบรรยากาศของ Venusian คือไฮโดรเจนและออกซิเจนดังนั้นหากมีน้ำจะมีปริมาณเล็กน้อยหรือลึกลงไปใต้ผิวน้ำ
เครื่องมือที่สองคือเรดาร์และใช้เทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายกับดาวเทียมสำรวจโลก เครื่องรับวิทยุแบบแอคทีฟขนาดใหญ่มาก ซึ่งสำคัญสำหรับภาพความละเอียดสูง ถูกจำลองโดยใช้คลื่นวิทยุที่ชี้ไปที่มุมต่างๆ ที่ด้านหน้ายานอวกาศ ภาพเรดาร์ที่มีความละเอียดสูงจะสร้างแผนที่ที่มีรายละเอียดมากขึ้นเพื่อตรวจสอบวิวัฒนาการพื้นผิวของดาวศุกร์ รวมทั้งตรวจสอบว่ามีการเกิดเปลือกโลกหรือภูเขาไฟหรือไม่
ภารกิจเหล่านี้สามารถเพิ่มหลักฐานให้กับทฤษฎีที่ว่าพื้นผิวดาวศุกร์ละลายและปฏิรูปเมื่อ 500 ล้านปีก่อนอย่างสมบูรณ์ นี้มาเกี่ยวกับการที่จะอธิบายการขาดผลกระทบอุกกาบาตบนพื้นผิว แต่จนถึงขณะนี้ไม่มีหลักฐานที่มีการค้นพบชั้นหินลาวาภูเขาไฟซึ่งจะส่งผลจากการผลัด
เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นที่ NASA ได้เปลี่ยนมุมมองภารกิจของดาวเคราะห์ไปยังดาวศุกร์ สำหรับนักบินอวกาศรุ่นใด ฉันเกรงว่าโอกาสที่จะส่งมนุษย์ไปที่นั่นในเร็วๆ นี้จะไม่มีอยู่จริง แต่ข้อมูลที่หาได้จากน้องสาวที่โลกส่วนใหญ่ถูกลืมไปนั้นมีค่ามากสำหรับการทำความเข้าใจโลกของเรา
Ian Whittakerเป็นอาจารย์อาวุโสด้านฟิสิกส์ที่ Nottingham Trent University ในน็อตติงแฮม ประเทศอังกฤษ
บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากThe Conversationภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ คุณสามารถค้นหาบทความต้นฉบับได้ที่นี่
