Венера - „киселинен“ близнак на Земята
Венера е подобна на Земята по размер и химичен състав. Тази двойка
Температурата на повърхността на Венера варира около465 градуса по Целзий, повърхностното й налягане е около 90 пъти по-голямо от земното (сравнимо с налягането на километър под морското равнище. Най-близкият съсед на Земята има период на въртене от 243 дни, за разлика от бързото 24-часово въртене на Земята. Благодарение на новия учените знаят, че атмосферата на Венера се състои главно от въглероден диоксид. Това между другото дава на човечеството представа до какво може да доведе глобалното затопляне. Поради интензивната топлина водата присъства само в атмосферата на планетата, така че тук няма океани. Ураганите на планетата връхлитат и нейните подобни на смог облаци са направени от капчици сярна киселина (не вода).
Изглед на Венера в полукълбото, както се вижда от повече отдесет години радарни изследвания, завършили с мисията Магелан през 1990-1994 г., центърът е разположен на 180 градуса източна дължина. Кредит за изображение: НАСА / Лаборатория за реактивно задвижване / USGS
И всички таралежи Венера и Земята често се сравняват исе наричат близнаци. Защо? На този въпрос отговори Дмитрий Титов, учен от Института Макс Планк за изследване на слънчевата система в Катленбург-Линдау, Германия, и съавтор на няколко статии в списание Nature за откритията на Venus Express.
Венера и Земята всъщност са близнаци, но които са били разделени при раждането. Основният въпрос е защо тези близнаци са толкова различни.
Дмитрий Титов
Международен екип от учени предава данни с Venus Express от април 2006 г., когато започна да изследва Венера. Минималното му разстояние до Земята е около 40 милиона км.
На екватора на Венера е слой от турбулентенвъздушен поток, който се изглажда на по-високи географски ширини, отбелязва Фред Тейлър, физик от Оксфордския университет и интердисциплинарен учен, участвал в мисията Venus Express. Скоростта на вятъра в горните слоеве на атмосферата е много по-висока, отколкото на Земята, отчасти поради бавното въртене на Венера. Има данни и за вихрови въздушни течения, широки хиляди километри на двата полюса. Те са подобни на тези, които се срещат над полюсите на Земята през зимните месеци.
Слънчеви ветрове (пориви на йони от външнияАтмосферата на Слънцето, способна да разкъсва молекулите, които срещат) изсмуква частици от атмосферата на Венера, разплита атомите им и ги изплюва в космоса. Праховите частици в земната атмосфера са до голяма степен защитени от слънчевите ветрове чрез силно магнитно поле, нещо, което липсва на Венера. Учените са наблюдавали леки, заредени частици - водородни и хелиеви йони - напускащи атмосферата на планетата. Но изследователите бяха изненадани да открият, че се освобождава и кислород.
„Венера е много, много суха“, подчертава ДейвидГринспун, астробиолог от Денвърския музей на природата и науката. Той добавя, че цялата вода в нейната атмосфера би била дълбока малко над 2,5 см, ако е на повърхността на планетата. Въпреки това, анализът на водата, напускаща атмосферата на Венера, показва, че много от водородните йони всъщност са стабилен изотоп на деутерия, който се състои от протон и неутрон (а не само протон) в ядрото му. „Количеството дейтерий е важен ключ за разбирането на това колко вода е загубена с времето“, подчертава Гринспун. Изследователите изчисляват, че Венера е загубила поне океан вода от създаването си въз основа на частици деутерий, издухани от слънчевия вятър.
„Тези разлики се дължат не само на факта, че Венерае по-близо до Слънцето, обяснява Фред Тейлър. „Сега знаем, че отсъствието на защитно магнитно поле и различни скорости на въртене на планетите също играят роля за осигуряване на високата скорост на много атмосферни процеси на Венера, които наблюдаваме на Земята. Новите данни ни позволяват да изградим сценарий, при който Венера е започнала по същия начин като Земята - вероятно включваща обитаемата среда преди милиарди години - и след това еволюирала до състоянието, което виждаме сега.
Къде може да живее животът на Венера?
В продължение на десетилетия се дава ВенераПрисъда: Това е токсичен, прегрял, смазващ адски пейзаж, където нищо не може да оцелее. Но все по-често учените хвърлят нов поглед към най-близкия си планетарен съсед или поне към неговите облаци.
Последните изследвания обясняват как микробниживотът може да оцелее във двойките на Венера. Ако новата хипотеза някога бъде потвърдена, това може да накара учените да преоценят как и къде търсим живота във Вселената.
Въпреки че повърхността на Венера е обект на сурованалягане и температура, някои слоеве от нейната атмосфера са доста добри. Освен Земята, атмосферата на Венера е най-обитаемото място в Слънчевата система, тъй като нейното налягане и температура са в диапазона, който познаваме. Хората обаче няма да имат въздух за дишане. Не изчезва и проблемът със сярната киселина в атмосферата, която разяжда дихателната система и други жизненоважни органи.
Художествена концепция за активни вулкани наВенера, изобразяваща зона на субдукция, където кората на предния план потъва във вътрешността на планетата в топографски изкоп. Кредит за изображение: NASA / JPL-Caltech / Питър Рубин
Въпреки суровите условия, учените питатвъпросът е, може ли някои почти невидими микроби да са на ръба на един от най-неподходящите светове, познати ни? Издръжливите организми като тардигради могат да преживеят радиация, екстремни температури, глад, дехидратация и дори вакуум в космоса. Може би имат роднини на Венера?
Карл Сейгън мисли за живота в облаците на Венерапрез 1967 г. и само преди няколко години изследователите предположиха, че странните аномални явления, наблюдавани при гледане на планетата в ултравиолетова светлина, могат да се обяснят с нещо като водорасли или бактерии в нейната атмосфера.
Изследвания, публикувани в списаниетоАстробиологията, от водещия астроном Сара Сийгър от Масачузетския технологичен институт, предлага вариация за това как може да изглежда жизненият цикъл над Венера. Seeger е бил лидер на 21 век в търсенето на екзопланети, биоподписи и светове, подобни на нашия. В момента тя е заместник-директор на науката за мисията на НАСА за транзитна екзопланета (известна също като TESS).
Сигър и колегите й предполагат това най-многовероятният начин микробите да оцелеят над Венера е под формата на течни капчици. Но такива капки не остават на място, като дъжд. В крайна сметка те растат толкова големи, че гравитацията ги превзема. В случая на Венера това би означавало капчици, съдържащи мънички форми на живот, да попаднат в по-горещите долни слоеве на атмосферата на планетата, където неизбежно изсъхват.
„Единственият начин да оцелееш безкрайноЕ жизнен цикъл, който включва изсъхване на микробния живот, тъй като течните капчици се изпаряват по време на утаяването. В същото време малки изсъхнали „спори“ спират и частично населяват атмосферата на Венера, нейният застоял долен слой мъгла “, обясняват авторите на изследването.
Тези изсушени спори ще навлязат във фаза на хибернация, подобно на това, което могат да направят тардиградите, и в крайна сметка ще бъдат издигнати в атмосферата и рехидратирани, продължавайки жизнения цикъл.
Това обаче е само теория.И все пак НАСА дори обмисля да стартира мисията Veritas още през 2026 г., за да обиколи Венера, за да изследва нейните облаци. Скоро може да се появят нови данни от Венера и евентуално нови открития. Прогнозата за планетата остава, както от известно време, облачна.
Как НАСА планира да насели Венера?
Редица агенции, включително разбира се НАСА,концентрира усилията за изследване на Слънчевата система на Марс. На пръв поглед обаче Марс не изглежда като най-добрия кандидат. Венера е много по-близо - на разстояние от 38 милиона до 261 милиона км в сравнение с Марс на разстояние от 56-401 милиона км. Както вече споменахме, това е най-близкият съсед на Земята.
Венера също е сравнима по размер със Земята - радиусът й е 6 052 км, а Земята - 6 371 км. Освен това двете планети имат сходна плътност и химичен състав.
Но всичко останало го прави практическиневидим за изследване. Въпреки че сондите бяха изпратени на повърхността на планетата, те продължиха най-много два часа, преди условията на повърхността на Венера да ги унищожат. Тези условия включват атмосферно налягане 92 пъти по-голямо от това на Земята; средна температура 462 градуса по Целзий; екстремна вулканична активност; изключително плътна атмосфера, съставена предимно от въглероден диоксид с малко количество азот; и облачен слой сярна киселина.
Като цяло Венера не е най-доброто място за колонизация. НАСА обаче вярва, че има решение да изпрати хората да изследват планетата - облачен град.
Оперативна концепция за височина на Венера(High Altitude Venus Operational Concept) - HAVOC - е концептуален космически кораб, разработен от екипа на Службата за системен анализ и концепции в изследователския център за изследване на Венера на НАСА Langley. Тази ракета, по-лека от въздуха, ще бъде проектирана да остане над киселинните облаци за около 30 дни, позволявайки на група астронавти да събират данни за атмосферата на планетата.
Докато повърхността на Венера можеза да унищожи човек, условията над облаците му на височина около 50 км са подобни на тези на Земята, когато става въпрос за извисяване. Атмосферното налягане на Венера е сравнимо с това на Земята, докато гравитацията е само малко по-ниска. Температурата е около 75 градуса по Целзий, което е по-високо от комфортна температура, но тази температура може да се контролира. И накрая, атмосферата на тази височина осигурява защита от слънчева радиация.
Мисията трябваше да започне с изстрелванероботизирана сонда към Венера за първоначални проверки и изследвания. След получаване на тези данни, екипажът може да прекара 30 дни, плавайки над планетата; което ще бъде последвано от мисии, в които екипи от двама астронавти ще прекарват по една година. Крайната цел е постоянното присъствие на човек в летящ облачен град.
Градът беше планиран да бъде създаден с помощта насъществуващи или почти съществуващи технологии. Ако мисията беше успешна, това може да е началото на населението на колонизацията на Вселената извън Земята.
НАСА също планира да създаде условията на Венера на Земята - вече е изготвен съответен документ, който описва текущите възможности и възможности за извършване на точно такива тестове.
„Самата Венера има стойност като точкадестинация за изследване и колонизация, но също така допълва настоящите планове за Марс “, каза Крис Джоунс от изследователския център Langley. Както уверяват учените, ако Венера беше изследвана за първи път, човечеството би имало по-голямо предимство пред изпълнението на мисия до Марс в човешки мащаб.
За съжаление в момента проектът е в архива. Кога учените ще могат да се върнат към него, не е известно. НАСА обаче ни даде възможност да видим как би изглеждало изследването на Венера.
Възможно ли е Венера да е била обитаема в миналото?
Според компютърни симулации на древнияСпоред учени от Института за космически изследвания (GISS) на НАСА в Ню Йорк, Венера може да е имала плитък океан от течна вода и обитаеми повърхностни температури до 2 милиарда години от ранната си история.
Наблюденията показват, че в далечното минало наВенера може да има водни океани. Подобен модел земя-океан, като този по-горе, е използван в климатичен модел, за да покаже как буреносните облаци са могли да защитят древна Венера от силна слънчева светлина и да направят планетата обитаема.
НАСА
Резултатите, публикувани в Geophysical Research Letters, са получени от модел, подобен на този, използван за прогнозиране на бъдещи климатични промени на Земята.
„Много от инструментите, които използвамеза моделиране на изменението на климата на Земята, може да се адаптира за изучаване на климата на други планети, както минали, така и настоящи, обяснява Майкъл Уей, изследовател на GISS и водещ автор на статията. „Тези резултати предполагат, че древна Венера може да е била много различно място от това, което е днес.“
Учените отдавна предполагат, че Венераобразуван от компоненти, подобни на тези на Земята, но е следвал различен еволюционен път. Измерванията, направени от пионерската мисия на НАСА до Венера през 80-те години на миналия век, предполагат, че първоначално планетата е можела да бъде океан. Венера обаче е по-близо до Слънцето от Земята и получава много повече светлина, енергия и радиация. В резултат ранният океан на планетата се изпари, молекулите на водните пари бяха унищожени от ултравиолетовото лъчение и водородът полетя в космоса. Без вода, останала на повърхността, въглеродният диоксид се натрупва в атмосферата, което води до парников ефект, който е създал сегашната среда.
Предишни изследвания показват, че какбързо планетата се върти по оста си, влияе дали има климат, подходящ за живот. Един ден на Венера е равен на 117 земни дни. Доскоро се предполагаше, че за да може планетата да има днешната бавна скорост на въртене, се изисква плътна атмосфера, подобна на тази на съвременна Венера. Новите проучвания обаче показват, че тънка атмосфера, подобна на съвременната Земя, би могла да доведе до същия резултат. Това означава, че древната Венера със земна атмосфера е можела да има същата скорост на въртене като днешната.
Друг фактор, влияещ върху климата на планетата, етова е топография. Екипът на GISS предположи, че на древна Венера има повече земя, отколкото на Земята, особено в тропиците. Това ограничава количеството вода, изпарена от океаните и в резултат на това парниковия ефект на водните пари. Този тип повърхност изглежда идеален за местообитанието на планетата; изглежда, че е имало достатъчно вода, за да поддържа изобилие от живот и достатъчно земя, за да десенсибилизира планетата към промени, свързани с идващата слънчева светлина
Уей и колегите му от GISS симулират условияхипотетична ранна Венера с атмосфера, подобна на тази на Земята, с ден, равен на текущия ден на Венера и плитък океан според ранните данни на космическия кораб Pioneer. Изследователите добавиха информация за топографията на Венера от радарни измервания, направени от мисията на Магелан на НАСА през 90-те години, и запълниха низините с вода, оставяйки планинските райони голи като континентите на Венера. Изследването взело предвид и древното слънце, което било с 30 процента по-слабо. Въпреки това древната Венера все още е получавала около 40% повече слънчева светлина, отколкото Земята днес.
Изследването е проведено като част от програмата на НАСАПланетарната наука Астробиология като част от програмата Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), която има за цел да ускори търсенето на живот на планети, обикалящи около други звезди или екзопланети, чрез комбиниране на идеи от областта на астрофизиката. планетология, хелиофизика и науки за земята. Констатациите са от пряко значение за бъдещи мисии на НАСА като транзитния екзопланетен спътник и космическия телескоп Джеймс Уеб, които ще се опитат да намерят възможни обитаеми планети и да характеризират атмосферата им.
Бъдещи мисии до Венера
Как тези „планети-сестри“ — Земята иВенера – еволюирала толкова различно, е горещ научен въпрос от десетилетия и предложена мисия, наречена VERITAS, има за цел да предостави отговори чрез трансформиране на нашето разбиране за вътрешната геодинамика, която е оформила планетата. Мисията може да даде представа за еволюцията на нашата собствена планета и дори да ни помогне да разберем по-добре скалистите планети, обикалящи в орбитадругизвезди
VERITAS се обмисля за избор в рамките наПрограмата за откриване на НАСА и ще се управлява от Лабораторията за реактивно задвижване на НАСА в Южна Калифорния. Партньорите по проекта включват Lockheed Martin, Италианската космическа агенция, Германската космическа агенция и Френската космическа агенция.
„В резултат на това Венера е като космически даринциденти, каза Сузана Смрекар, главен следовател на VERITAS в JPL. "Имате тези две планетни тела - Земята и Венера, които са започнали почти по същия начин, но са преминали през два напълно различни еволюционни пътя, но ние не знаем защо."
Последната мисия за изследване на повърхността на планетата,Космическият кораб на Магелан на НАСА, завършен през 1994 г. Въпреки че той даде някои улики за геологията на Венера, инструментите не бяха в състояние да предоставят надеждна информация за произхода на много характеристики на повърхността на планетата.
Предлага се за пускане през 2026 г., VERITAS щевъртете се около планетата и наблюдавайте през сенчести облаци, използвайки мощна модерна радарна система, за да създадете 3D глобални карти и спектрометър в близкия инфрачервен диапазон, за да разберете от какво е направена повърхността. Той също така би измерил гравитационното поле на планетата, за да определи структурата на вътрешността на Венера. Заедно тези инструменти могат да дадат улики за миналите и настоящите геоложки процеси на планетата, от нейното ядро до повърхността.
Прочетете също
Руската ваксина срещу COVID-19 влезе в цивилно обращение, но има много оплаквания от нея
На 3-ти ден от заболяването повечето пациенти с COVID-19 губят обонянието си и често страдат от хрема
Учените са открили защо децата са най-опасните носители на COVID-19