Венера известна как Планета-Сестра Земли. Он примерно того же размера и массы, что и Земля, это наш ближайший планетарный сосед, и Венера и Земля выросли вместе.
Когда вы с чем-то выросли, и это всегда было, вы как бы воспринимаете это как должное. Как вид, мы время от времени оглядываемся на Венеру и говорим: «Ха. Посмотри на Венеру. Марс, экзотические экзопланеты в далеких солнечных системах и странные газовые гиганты и их спутники в нашей собственной Солнечной системе привлекают гораздо больше нашего внимания.
Если бы далекая цивилизация искала в нашей Солнечной системе потенциально обитаемые планеты, используя те же критерии, что и мы, то Венера стала бы для них первой полосой новостей. Он находится на окраине жилой зоны и имеет атмосферу. Но мы знаем лучше. Венера - адский мир, достаточно горячий, чтобы плавить свинец, с сокрушительным атмосферным давлением и кислотными дождями, падающими с неба. Несмотря на это, Венера все еще хранит секреты, которые нам нужно раскрыть.
Главный из этих секретов: «Почему Венера развивалась так по-другому?
Условия на Венере ставят уникальные задачи. История исследования Венеры усеяна расплавленными советскими венерами Ландерсом. Орбитальные зонды, такие как Pioneer 12 и Magellan, в последнее время добились большего успеха, но плотная атмосфера Венеры все еще ограничивает их эффективность. Прогресс в материалах, и особенно в электронных схемах, которые могут противостоять теплу Венеры, поддержал наши надежды на изучение поверхности Венеры более подробно.
На семинаре «Planetary Science Vision 2050 2017», организованном Лунным и Планетарным институтом (LPI), команда из Юго-западного исследовательского института (SWRI) изучила будущее исследования Венеры. Команду возглавлял Джеймс Каттс из JPL.
Группа подтвердила несколько общих вопросов, которые у нас есть о Венере:
- Как мы можем понять формирование атмосферы, эволюцию и историю климата?
- Как мы можем определить эволюцию поверхности и интерьера?
- Как мы можем понять природу взаимодействия внутренних поверхностей с атмосферой с течением времени, включая то, присутствовала ли когда-либо жидкая вода?
Поскольку семинар по Vision 2050 рассчитан на следующие 50 лет, Каттс и его команда рассмотрели проблемы, связанные с уникальными условиями Венеры, и то, как они могли ответить на вопросы в ближайшей, среднесрочной и долгосрочной перспективе.
Ближайшие цели для исследования Венеры включают улучшение дистанционного зондирования с орбитальных зондов. Это расскажет нам больше о гравитации и топографии Венеры. Улучшение радиолокационной и инфракрасной визуализации позволит заполнить больше пробелов. Команда также продвигала идею устойчивой воздушной платформы, глубокого зонда и короткого спускаемого аппарата. Несколько зондов / дропсондов также являются частью плана.
Dropsondes - это небольшие устройства, которые выбрасываются в атмосферу для измерения ветра, температуры и влажности. Они используются на Земле для понимания погоды и экстремальных явлений, таких как ураганы, и могут выполнять ту же цель на Венере.
В ближайшей перспективе миссии, конечным пунктом назначения которых не является Венера, также могут ответить на вопросы. Пролеты на таких кораблях, как Bepi-Colombo, Solar Probe Plus и миссии Solar Orbiter, могут дать нам хорошую информацию о пути к Меркурию и Солнцу соответственно. Эти миссии начнутся в 2018 году.
ESO Venus Express и японский Akatsuki, (Venus Climate Orbiter), подробно изучили климат Венеры, особенно ее химию и взаимодействие между атмосферой и поверхностью. Венера-экспресс закончилась в 2015 году, пока Акацуки все еще там.
Среднесрочные цели более амбициозны. Они включают в себя долгосрочную посадочную площадку для изучения геофизических свойств Венеры, кратковременную посадочную тессеру и два воздушных шара.
Приземлитель тессеры приземлится на местности, обнаруженной на Венере и известной как тессера. Мы думаем, что в свое время на Венере была жидкая вода. Основным доказательством этого могут служить районы тессеры, но местность чрезвычайно грубая. Приземление на короткое время, которое могло бы приземлиться и работать в регионах Тессеры, помогло бы нам ответить на вопрос о жидкой воде Венеры.
Благодаря продолжающемуся развитию жаростойкой электроники, долговременная посадка (месяцы и более) становится более осуществимой в среднесрочной перспективе. В идеале, любой долгосрочный подвижный аппарат мог бы путешествовать от десятков до сотен километров, чтобы получить региональный образец поверхности Венеры. Это единственный способ провести геохимические и минералогические измерения на нескольких участках.
На Марсе корабли работают на солнечной энергии. Густая атмосфера Венеры делает это невозможным. Но та же самая плотная атмосфера, которая запрещает солнечную энергию, может предложить другое решение: марсоход с парусным двигателем. Старомодная сила паруса могла бы стать ключом к перемещению по поверхности Венеры. Поскольку атмосфера очень плотная, потребуется только маленький парус.
Долгосрочные цели Каттса и его команды - то, где вещи становятся действительно интересными. Долгоживущий наземный ровер все еще в списке, или, возможно, приповерхностный корабль, такой как воздушный шар. Также существует долгоживущая сейсмическая сеть.
Сейсмическая сеть действительно начала бы раскрывать секреты геофизической жизни Венеры. Принимая во внимание, что посадочный аппарат дал бы нам оценки сейсмической активности, они были бы грубыми по сравнению с тем, что сеть сейсмических датчиков показала бы о внутренней работе Венеры. Более глубокое понимание механизмов и местоположений землетрясений действительно заставило бы теоретиков гудеть. Но это последняя вещь в списке, которая будет конечной целью. Миссия возврата образца.
Мы хорошо справляемся с измерениями на месте в других мирах. Но для Венеры и для всех других миров, которые мы посетили или хотим посетить, возвращение образца - это Святой Грааль. Миссии Аполлона вернули сотни килограммов лунных образцов. Другие миссии по возврату образцов были отправлены на Фобос, который потерпел неудачу, и на астероиды с различной степенью успеха.
Подвергнуть образец глубокому анализу, который может быть проведен только в лабораториях здесь, на Земле, является конечной игрой. Мы можем продолжать анализ образцов, поскольку мы разрабатываем новые технологии для их изучения. Наука ведь итеративна.
В «Планетарном научном исследовании 2003 года» была определена важность миссии по возвращению образцов в атмосферу Венеры. Воздушный шар взлетел бы в облаках, а восходящая ракета запустила собранный образец обратно на Землю. По словам Каттса и его команды, такая миссия по возврату образца может выступить в качестве трамплина для наземной миссии по отбору образцов.
Образец поверхности, вероятно, станет вершиной достижения, когда дело доходит до понимания Венеры. Но, как и большинство предлагаемых целей для Венеры, нам придется немного подождать.
Каттс и команда признают, что технология, позволяющая исследовать Венеру, постоянно меняется. Больше никаких миссий на Венеру не планируется до 2020 года. Были предложения о таких вещах, как парусные корабли, но мы еще не там. Мы разрабатываем термостойкую электронику, но пока она очень простая. Там много работы.
С другой стороны, некоторые вещи могут произойти раньше. Может оказаться, что мы можем узнать о сейсмической активности Венеры с помощью аэростатных или орбитальных датчиков. Команда говорит, что «из-за сильной механической связи между атмосферой и землей сейсмические волны запускаются в атмосферу, где они могут быть обнаружены инфразвуком на воздушном шаре или инфракрасными или ультрафиолетовыми сигнатурами с орбиты». Это благодаря плотной атмосфере Венеры. Это означает, что долгосрочная цель сейсмического зондирования внутренней части Венеры может быть перенесена на ближайшую или среднесрочную перспективу.
Поскольку работа над наноспутниками и кубами продолжается, они могут играть большую роль на Венере и сдвигать временные рамки. НАСА хочет включать эти маленькие спутники в каждый запуск, где есть несколько килограммов избыточной емкости. Группа этих наноспутников могла бы сформировать сеть сейсмических датчиков намного проще и намного быстрее, чем установленная сеть поверхностных датчиков. Сеть наноспутников может также служить связующим звеном для других миссий.
Венера не производит много шума в эти дни. Открытие похожих на Землю миров в далеких солнечных системах создает заголовок за заголовком. И всегда популярный поиск жизни сосредоточен на Марсе и ледяных / подземных спутниках газовых гигантов нашей Солнечной системы. Но Венера все еще является дразнящей мишенью, и понимание эволюции Венеры поможет нам понять, что мы видим в далеких солнечных системах.
