Проучване на нашия най-горещ планетен съсед трябва да донесе нови прозрения за образуването на скалисти планети и възможността за живот на тяхната повърхност.
Изминаха 30 години от изпращането на последната американска мисия до Венера - космическият кораб „Магелан“. Националната администрация по аеронавтика и космос (НАСА) го използва за картографиране на повърхността на втората планета на Слънчевата система с помощта на радар.
Планетарният учен Сю Смрекар от лабораторията за реактивно задвижване на НАСА казва, че е крайно време да се върнем назад.
Като ад на Земята
Американските и съветските мисии до Венера разкриха нейната повърхност и атмосфера, като по този начин показаха на професионалната и непрофесионалната общественост истинското си лице. Повърхността изглежда като визия на ада и е покрита с най-голям брой вулкани в Слънчевата система, масивни планини и огромни пукнатини.
Венера не е най-близката планета до Слънцето, но е най-горещата. Атмосферата му е над 90 пъти по-плътна от земната и 96,5% е въглероден диоксид (CO2). Високата концентрация на CO2 задвижва неконтролируемия парников ефект, който повиши повърхностната температура до изключително негостоприемни 460 градуса по Целзий.
Но не винаги е било така. Според планетарните модели Венера е имала климат, подобен на Земята преди няколко стотин милиона години. Древна Венера е била домакин на океани, в които животът теоретично може да се развива.
„Венера е като контролен случай за Земята. Смятаме, че са започнали с едни и същи съставки - особено вода и въглероден диоксид ", казва Смрекарова и добавя:" Но в крайна сметка те тръгнаха по съвсем различни начини. Защо така? Кои са ключовите сили, отговорни за тези различия? “
Смрекар работи с Аналитичната група за изследване на Венера (VEXAG), чиито членове обсъждат начини за повторно посещение на планетата. Има няколко варианта, но всички те имат една и съща цел - да разберат какво се е случило с атмосферата на Венера и какво означава тя за живота на Земята.
Планетарни сателити - орбити
Поради изключително високата температура, смазващата атмосфера и светещите сярни облаци е много трудно да се изследва Венера директно на нейната повърхност. След поредица от неуспехи там кацнаха девет съветски сонди, но нито една от тях не продължи повече от 127 минути.
Много по-лесно е разузнаването от орбита с помощта на оборудвани с радари спътници, които могат да проникнат в плътни облаци и да картографират повърхността на планетата.
Смрекарова работи по орбитален проект, който би бил част от планираната мисия VERITAS (мисия на Венера, радио науки, InSAR, топография и спектроскопия). Задачата на машината ще бъде да изследва геоложкото минало на планетата, текущата й активност и да търси признаци на вода. Началото на мисията е планирано предварително за 2021 г. и трябва да продължи две години.
Смрекар не смята, че Венера има същия тип тектоника на плочите, който наблюдаваме на Земята. Той обаче вижда признаци на субдукция - процес, при който една литосферна плоча се плъзга под друга.
„Ние знаем много малко за състава на повърхността на Венера. Ние вярваме, че има континенти като Земята, които може да са се образували от субдукция в миналото “, каза тя. За да потвърди тази хипотеза, тя се нуждае от повече информация, която VERITAS може да предостави.
Балони с горещ въздух
Сателитите обаче не са единственият начин да изследват Венера отгоре. Повърхността му може да бъде картографирана от балони с горещ въздух, плаващи в горните слоеве на атмосферата, където температурите преобладават, приближавайки се до тези на Земята.
„Все още не се планира мисия до Венера, която да разчита на разполагането на балони. Но балоните са отлична възможност за изследване на Венера, тъй като атмосферата му е много гъста и повърхността е изключително неблагоприятна “, казва инженерът на JPL Сидхарт Кришнамурти. "Балонът ще бъде в идеална зона, където може да получи много важна информация и в същото време ще бъде в много по-благоприятна среда, където сензорите ще продължат достатъчно дълго", добави той.
Например, балоните могат да бъдат оборудвани с чувствителни сеизмографи за откриване на потенциални земетресения. Плътната атмосфера на Венера би била предимство в този случай, тъй като предизвиканите от шока инфразвукови вълни ще се разпространяват през нея с по-висока интензивност.
Въпреки това, бъдещото разполагане на балони трябва да вземе предвид ветровете със сила, която може да се сравни с ураганите. Екипът на VEXAG очаква балоните да се носят свободно от вятъра и получените данни да се изпращат до сателита в орбита.
Сонди с модули за кацане
Всички сонди, които кацат на повърхността на Венера, трябва да се изправят пред няколко предизвикателства. Плътните облаци блокират по-голямата част от слънчевата светлина и използването на слънчева енергия е много ограничено.
За други енергийни източници обаче повърхността на планетата е твърде гореща. Инженерът от JPL Джеф Хол, работещ по прототипни сонди за мисии до Венера, казва, че „по отношение на температурата е все едно да си в пещ за печене по време на режим на самопочистване“.
Продължителността на мисията с модула за кацане ще бъде ограничена от живота на електрониката, която ще се провали няколко часа след кацането поради екстремни температури. Теоретично би било възможно да се охлади сондата, но според Хол охлаждащото устройство ще изисква повече батерии, отколкото модулът може да носи.
"Засега няма начин да се охлади ефективно модулът. Единственото, което можем да направим, е да забавим процеса на унищожаване “, песимистично добавя Хол.
НАСА се интересува от разработването на „горещи технологии“, които могат да издържат на дни или дори седмици в тежки условия. В момента Хол работи по разработването на електрически двигатели от следващо поколение в сътрудничество с Honey Bee Robotics.
Те биха захранвали огнеупорна система, състояща се от сондажно и пробовземащо устройство, което да взема проби от почвата. Прототипите се тестват в тестовата камера на Голямата Венера. Тестовата камера симулира атмосферните условия на повърхността на Венера, включително налягане, състав и температура. Това е и малък "ад на Земята".
С всеки успешен тест ние се доближаваме до нови възможности за изследване на планети в екстремни среди.