Venus - maapallon "hapan" kaksoset
Venus on kooltaan ja kemialliselta koostumukseltaan samanlainen kuin Maa.
Venuksen pintalämpötila on noin 465 celsiusastetta, ja sen pintapaine on noin 90 kertaa maapallon paine (verrattavissa kilometrin merenpinnan alapuolella olevaan paineeseen).Maapallon lähimmän naapurin tapauksessa pyörimisaika akselinsa ympäri kestää243 päivää, toisin kuin maapallon nopea 24 tunnin pyöriminen.Uusien tietojen ansiosta tutkijat tietävät, että Venuksen ilmakehä koostuuTämä muuten antaa ihmiskunnalle käsityksen siitä, mihin se voi johtaa.Äärimmäisen kuumuuden vuoksi vettä on vain planeetan ilmakehässä, joten sitä ei oleHurrikaanit hyökkäävät planeettaan, ja sen savusumumaiset pilvet koostuvatrikkihapon (ei veden) pisaroista.
Näkymä Venukselle pallonpuoliskolla, kuten yliKymmenen vuoden tutkintatutkimus, joka huipentui Magellan-tehtävään vuosina 1990-1994, keskus sijaitsee 180 astetta itäistä pituutta. Kuvahaku: NASA / Jet Propulsion Laboratory / USGS
Venusta ja Maata verrataan usein ja kutsutaanTähän kysymykseen vastasi Dmitri Titov, tutkija Max Planck -aurinkokunnan tutkimusinstituutissa Katlenburg-Lindaussa, Saksassa, ja yksi kirjoittajistauseita artikkeleita Nature-lehdessä Venus Expressin havainnoista.
Venus ja Maa ovat itse asiassa kaksoset, mutta jotka erotettiin syntymänsä jälkeen. Pääkysymys on, miksi nämä kaksoset ovat niin erilaisia.
Dmitri Titov
Kansainvälinen tutkijaryhmä on suoratoistanut tietoja Venus Expressin kanssa huhtikuusta 2006, jolloin se aloitti Venuksen kartoittamisen. Sen vähimmäisetäisyys maapalloon on noin 40 miljoonaa km.
Venuksen päiväntasaajalla on turbulentti kerrosilmavirta, joka tasaantuu korkeammilla leveysasteilla, toteaa Fred Taylor, Oxfordin yliopiston fyysikko ja Venus Express -operaatioon osallistunut poikkitieteellinen tiedemies. Tuulen nopeudet ylemmässä ilmakehässä ovat paljon suuremmat kuin maapallolla, osittain Venuksen hitaan pyörimisen vuoksi. On myös todisteita pyörreilmavirroista, jotka ovat tuhansien kilometrien levyisiä molemmissa napoissa. Ne ovat samanlaisia kuin ne, joita esiintyy maan napojen yli talvikuukausina.
Aurinkotuulet (auringon ulkoilmakehän ioninpuuskat, jotka kykenevät repimään irti molekyylit, joihin ne törmäävät) imevät sisäänVenuksen ilmakehän hiukkaset purkavat atominsa ja sylkevät ne avaruuteen.Maapallon ilmakehän hiukkaset ovat suurelta osin suojattujaaurinkotuulet, joilla on voimakas magneettikenttä, jota Venus puuttuu niin paljon.Tutkijat ovat havainneet valoa, varautuneita hiukkasia - vety- ja heliumioneja - poistumassa planeetan ilmakehästä.Mutta tutkijat olivat yllättyneitä löytäessään myös hapenkulutuksen.
"Venus on hyvin, hyvin kuiva", korostaa DavidGrinspoon, astrobiologi Denverin luonnon- ja tiedemuseossa. Hän lisää, että kaikki sen ilmakehän vesi olisi hieman yli 2,5 cm syvä, jos se olisi planeetan pinnalla. Venuksen ilmakehästä lähtevän veden analyysi osoittaa kuitenkin, että monet vetyionit ovat itse asiassa stabiili deuteriumin isotooppi, joka koostuu protonista ja sen ytimessä olevasta neutronista (ei vain protonista). "Deuteriumin määrä on tärkeä avain ymmärtämään kuinka paljon vettä on menetetty ajan myötä", Grinspoon sanoo. Tutkijoiden mukaan Venus on menettänyt muodostumisensa jälkeen ainakin veden valtameren, joka perustuu aurinkotuulen puhaltamiin deuteriumhiukkasiin.
"Nämä erot eivät johdu vain siitä, että Venuson lähempänä aurinkoa, selittää Fred Taylor. "Nyt tiedämme, että suojaavan magneettikentän puuttumisella ja erilaisilla planeetan pyörimisnopeuksilla on myös merkitys varmistettaessa monien Venuksessa sijaitsevien ilmakehän prosessien suuri nopeus, jota havaitsemme maapallolla. Uusien tietojen avulla voimme rakentaa skenaarion, jossa Venus alkoi samalla tavalla kuin maapallo - mahdollisesti myös asuttava ympäristö, miljardeja vuosia sitten - ja kehittyi sitten tilaan, jonka näemme nyt.
Missä elämä voi asua Venuksella?
Venusta on vuosikymmenien ajan pidetty myrkyllisenä, ylikuumentuneena, murskaavana helvetinä, jossa mikään ei voiMutta yhä useammin tiedemiehet kiinnittävät huomionsa lähimpään planeetan naapuriinUusi ilme – tai ainakin katsaus sen pilviin.
Viimeaikaiset tutkimukset selittävät mikrobien vaikutuksenelämä voisi selviytyä venusilaisilla pariskunnilla. Jos uusi hypoteesi vahvistuu, se voi saada tutkijat arvioimaan uudelleen, miten ja mihin etsimme elämää maailmankaikkeudessa.
Vaikka Venuksen pinta on alttiina ankarille paineille ja lämpötiloille, jotkut sen ilmakehän kerrokset ovat melko hyviä. Maan lisäksi Venuksen ilmakehä on aurinkokunnan asumiskelpoisin paikka, koska sen paine ja lämpötila ovat tottuneella alueella.Ihmisellä ei kuitenkaan olisi ilmaa hengittää.Rikkihapon ongelma ilmakehässä, joka syövyttää hengityselimiä ja muita elintärkeitä elimiä, ei myöskään katoa.
Taiteellinen käsite aktiivisista tulivuoristaVenus, joka kuvaa subduktiovyöhykettä, jossa etualan kuori syöksyy planeetan sisäosaan topografisessa kaivoksessa. Kuvahaku: NASA / JPL-Caltech / Peter Rubin
Ankarista olosuhteista huolimatta tutkijat kysyvätKysymys kuuluu, voisivatko jotkut melkein näkymättömät mikrobit olla yhden tunnetuimpien maailmojen laidalla? Hardy-organismit, kuten tardigrades, voivat selviytyä säteilystä, äärimmäisistä lämpötiloista, nälästä, kuivumisesta ja jopa avaruuden tyhjiöstä. Ehkä heillä on sukulaisia Venuksella?
Carl Sagan spekuloi elämästä Venuksen pilvissä jo vuonna 1967, mutta vain muutama vuosi sittenTähän mennessä tutkijat ovat ehdottaneet, että omituiset poikkeavat ilmiöt, joita havaitaan tarkasteltaessa planeettaa ultraviolettivalossa, voisivatselitettävä esimerkiksi levillä tai bakteereilla sen ilmakehässä.
Lehdessä julkaistu tutkimusAstrobiologia, MIT: n johtava tähtitieteilijä Sarah Seeger, tarjoaa muunnelman siitä, miltä Venuksen elinkaari saattaa näyttää. Seeger on ollut 2000-luvun johtaja etsimässä eksoplaneettoja, biomerkkejä ja maailmankaltaisia maailmoja. Hän on tällä hetkellä NASA: n Transit Exoplanet Mission (tunnetaan myös nimellä TESS) tiedejohtajana.
Seeger ja hänen kollegansa ehdottavat sitä enitentodennäköinen tapa mikrobien selviytymiseen Venuksen yli on nestepisaroiden muodossa. Mutta tällaiset pisarat eivät pysy paikoillaan, kuten sade. Lopulta ne kasvavat niin suuriksi, että painovoima ottaa vallan. Venuksen tapauksessa tämä tarkoittaisi, että pieniä elämänmuotoja sisältävät pisarat putoavat planeetan ilmakehän kuumempiin alempiin kerroksiin, missä ne väistämättä kuivuvat.
"Ainoa tapa selviytyä loputtomiinOnko elinkaari, johon liittyy mikrobielämän kuivuminen, kun nestepisarat haihtuvat laskeutumisen aikana. Samaan aikaan pienet kuivatut "itiöt" pysäyttävät ja osittain asuttavat Venuksen ilmakehän, sen pysähtyneen alemman sameuskerroksen ", tutkimuksen tekijät selittävät.
Nämä kuivuneet itiöt siirtyvät eräänlaiseen lepotilaan, joka on samanlainen kuin mitä voitehdä tardigradeja, ja lopulta ne nostetaan ilmakehään ja nesteytetään uudelleen jatkaen elinkaarta.
Ja silti NASA jopa harkitseemahdollisuus käynnistää Veritas-operaatio jo vuonna 2026 Venuksen kiertoradalle tutkimaan sen pilviä.Pian Venuksesta voi tulla uutta dataa ja mahdollisesti uusia löytöjä.Planeetan ennuste pysyy, kuten se on ollut jo jonkin aikaa, epämääräinen.
Kuinka NASA aikoi asentaa Venuksen?
Useat virastot, tietysti NASA,keskittää ponnistelut Marsin aurinkokunnan tutkimiseen. Ensi silmäyksellä Mars ei kuitenkaan tunnu parhaaksi ehdokkaaksi. Venus on paljon lähempänä - 38–261 miljoonan kilometrin etäisyydellä verrattuna Marsiin 56–401 miljoonan kilometrin etäisyydellä. Kuten jo mainittiin, tämä on maapallon lähin naapuri.
Venus on kooltaan myös verrattavissa maapalloon - sen säde on 6052 km ja Maa on 6371 km. Lisäksi kahdella planeetalla on samanlainen tiheys ja kemiallinen koostumus.
Mutta kaikki muu tekee siitä käytännössänäkymätön tutkimukseen. Vaikka koettimet lähetettiin planeetan pinnalle, ne kesti korkeintaan kaksi tuntia, ennen kuin olosuhteet Venuksen pinnalla tuhosivat ne. Näihin olosuhteisiin kuuluu ilmakehän paine, 92 kertaa maapallon; keskilämpötila 462 celsiusastetta; äärimmäinen tulivuoren toiminta; erittäin tiheä ilmakehä, joka koostuu pääasiassa hiilidioksidista ja pienestä määrästä typpeä; ja samea rikkihappokerros.
Yleensä Venus ei ole paras paikka asuttaa. NASA uskoo kuitenkin, että sillä on ratkaisu lähettää ihmiset tutkimaan planeettaa - pilvikaupunkia.
Suuren korkeuden Venuksen toimintakonsepti(High Altitude Venus Operational Concept) - HAVOC - on konseptiavaruusalus, jonka on kehittänyt System Analysis and Concepts Office -tiimi NASA: n Languksen tutkimuskeskuksessa Venuksen tutkimiseen. Tämä ilmaa kevyempi raketti suunnitellaan pysymään happopilvien yläpuolella noin 30 päivää, jolloin joukko astronautteja voi kerätä tietoja planeetan ilmakehästä.
Vaikka Venuksen pinta voiihmisen tuhoamiseksi olosuhteet sen pilvien yläpuolella noin 50 km: n korkeudessa ovat samanlaiset kuin maan päällä, kun on kyse huiman noususta. Venuksen ilmakehän paine on verrattavissa Maan paineeseen, kun taas painovoima on vain hieman pienempi. Lämpötila on noin 75 astetta, mikä on korkeampi kuin mukava lämpötila, mutta tätä lämpötilaa voidaan säätää. Lopuksi, ilmakehä tässä korkeudessa tarjoaa suojan auringon säteilyltä.
Operaation piti aloittaa laukaisullarobotti-koetin Venukselle alustavia tarkastuksia ja tutkimusta varten. Saatuaan nämä tiedot miehistön operaatio voi viettää 30 päivää purjehdettaessa planeetan yli; jota seuraa tehtäviä, joissa kahden astronautin ryhmät viettävät vuodessa. Lopullinen tavoite on ihmisten jatkuva läsnäolo lentävässä pilvikaupungissa.
Kaupunki oli tarkoitus luoda käyttäenolemassa olevien tai lähellä olevien tekniikoiden kanssa. Jos tehtävä onnistuu, se voi olla maailmankaikkeuden kolonisaation väestön alku maan ulkopuolella.
NASA suunnitteli myös Venuksen olosuhteiden luomista maapallolle - vastaava asiakirja on jo laadittu, jossa kuvataan nykyiset valmiudet ja mahdollisuudet suorittaa täsmälleen tällaiset testit.
”Venuksella itsellään on arvo pisteenätutkimuskohde etsinnälle ja kolonisaatiolle, mutta se täydentää myös nykyisiä Mars-suunnitelmia ”, sanoi Chris Jones Langley-tutkimuskeskuksesta. Kuten tutkijat vakuuttavat, jos Venusta tutkittaisiin ensin, ihmiskunnalla olisi suurempi etu verrattuna Mars-tehtävään inhimillisessä mittakaavassa.
Valitettavasti projekti on tällä hetkellä arkistossa. Milloin tutkijat voivat palata siihen, ei tiedetä. NASA antoi kuitenkin meille mahdollisuuden nähdä, miltä Venuksen etsintä näyttää.
Olisiko Venus voinut olla asuttava menneisyydessä?
Muinaisten tietokoneiden simulaatioiden mukaanNASA: n New Yorkin Goddardin avaruustutkimusinstituutin (GISS) tutkijoiden mukaan Venuksella on saattanut olla matala nestemäisen veden valtameri ja asuttavat pintalämpötilat jopa 2 miljardin vuoden ajan sen varhaisesta historiasta.
Havainnot osoittavat, että kaukaisessa menneisyydessäVenuksella voi olla valtameriä. Samanlaista maa-valtamerikuviota, kuten yllä, käytettiin ilmastomallissa osoittamaan, kuinka myrskypilvet olisivat voineet suojata muinaisen Venuksen voimakkaalta auringonvalolta ja tehdä planeetasta asuttavan.
NASA
Geophysical Research Letters -lehdessä julkaistut tulokset on johdettu mallista, joka on samanlainen kuin maapallon tulevan ilmastonmuutoksen ennustaminen.
"Monet työkalut, joita käytämmemallintaa ilmastonmuutosta maapallolla, voidaan mukauttaa tutkimaan muiden planeettojen ilmastoa, sekä menneitä että nykyisiä, selittää Michael Way, GISS-tutkija ja artikkelin johtava kirjoittaja. "Nämä tulokset viittaavat siihen, että muinainen Venus saattoi olla hyvin erilainen paikka kuin nykyään."
Tutkijat ovat jo pitkään ehdottaneet, että Venusmuodostui samankaltaisista komponenteista kuin maan päällä, mutta seurasi erilaista evoluutiopolkua. NASAn Venus-tienraivaajan 1980-luvulla tekemät mittaukset viittasivat ensin siihen, että planeetta olisi voinut alun perin olla valtameri. Venus on kuitenkin lähempänä aurinkoa kuin maapallo ja vastaanottaa paljon enemmän valoa, energiaa ja säteilyä. Tämän seurauksena planeetan varhainen valtameri haihtui, vesihöyrymolekyylit tuhoutuivat ultraviolettisäteilyllä ja vety lensi avaruuteen. Kun pinnalle ei ole jäänyt vettä, ilmakehään kertyy hiilidioksidia, mikä johtaa nykyisiin olosuhteisiin luonut kasvihuoneilmiö.
Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, kuinkanopeasti planeetta pyörii akselillaan, vaikuttaa siihen, onko sillä elämään sopiva ilmasto. Venuksen päivä on yhtä suuri kuin 117 maapäivää. Viime aikoihin asti oletettiin, että jotta planeetalla olisi tämän päivän hidas kiertonopeus, vaaditaan tiheä ilmakehä, samanlainen kuin nykyisen Venuksen ilmakehä. Uudemmat tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että nykyaikaisen maapallon kaltainen ohut ilmakehä olisi voinut tuottaa saman tuloksen. Tämä tarkoittaa, että muinaisella maalla vallitsevalla Venuksella olisi voinut olla sama pyörimisnopeus kuin nykyään.
Toinen tekijä, joka vaikuttaa planeetan ilmastoon, ontämä on topografia. GISS-tiimi oletti, että muinaisessa Venuksessa oli enemmän maata kuin maapallolla, etenkin tropiikissa. Tämä rajoittaa valtameristä haihtuneen veden määrää ja sen seurauksena vesihöyryn kasvihuoneilmiötä. Tämän tyyppinen pinta näyttää olevan ihanteellinen planeetan asumiselle; näyttää siltä, että siellä oli tarpeeksi vettä tukemaan runsaasti elämää ja riittävästi maata herkistämään maapalloa tulevaan auringonvaloon liittyvistä muutoksista.
Way ja hänen kollegansa GISS: ssä simuloivat olosuhteitahypoteettinen varhainen Venus, jonka ilmakehä on samanlainen kuin maapallolla, jonka päivä on yhtä suuri kuin nykyinen Venuksen päivä, ja matala valtameri Pioneer-avaruusaluksen varhaisen tiedon mukaan. Tutkijat lisäsivät tietoja Venuksen topografiasta NASA: n Magellan-operaation 1990-luvulla tekemistä tutkamittauksista ja täyttivät alangot vedellä, jolloin vuoristoalueet paljastuivat kuten Venuksen mantereet. Tutkimuksessa otettiin huomioon myös muinainen aurinko, joka oli 30 prosenttia himmeämpi. Tästä huolimatta muinainen Venus sai silti noin 40% enemmän auringonvaloa kuin maapallo nykyään.
Tutkimus tehtiin osana NASA-ohjelmaaPlanetary Science Astrobiology osana Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) -ohjelmaa, jonka tavoitteena on nopeuttaa elämänhakua planeetoilla, jotka kiertävät muita tähtiä tai eksoplaneettoja, yhdistämällä ideoita astrofysiikan aloilta. planetologia, heliofysiikka ja maatieteet. Tuloksilla on suora merkitys tuleville NASA: n tehtäville, kuten kauttakulkevan eksoplaneettasatelliitin ja James Webbin avaruusteleskoopin, jotka yrittävät löytää mahdolliset asuttavat planeetat ja luonnehtia niiden ilmakehää.
Tulevat tehtävät Venukseen
Miten nämä ”sisarplaneetat” – Maa jaVenus - kehittynyt niin eri tavalla on ollut polttava tieteellinen kysymys vuosikymmeniä, ja ehdotettu VERITAS-tehtävä pyrkii antamaan vastauksia muuttamalla ymmärrystämme planeetan muovanneesta sisäisestä geodynamiikasta. Tehtävä voisi antaa käsityksen oman planeettamme kehityksestä ja jopa auttaa meitä ymmärtämään paremmin kiertäviä kiviplaneettojatoisettähdet
Veritsin valintaa harkitaanNASA: n etsintäohjelma, ja sitä hoitaa NASA: n suihkukoneiden laboratorio Etelä-Kaliforniassa. Projektikumppaneita ovat Lockheed Martin, Italian avaruusjärjestö, Saksan avaruusjärjestö ja Ranskan avaruusjärjestö.
”Venus on seurauksena kuin kosminen lahjaonnettomuuksia, kertoi JPL: n VERITAS-tutkija Suzanne Smrekar. "Sinulla on nämä kaksi planeettakappaletta - Maa ja Venus, jotka alkoivat melkein samalla tavalla, mutta kävelivät läpi kaksi täysin erilaista evoluutiopolkua, mutta emme tiedä miksi."
Viimeisin tehtävä tutkia planeetan pintaa,NASA: n Magellan-avaruusalus, valmistunut vuonna 1994. Vaikka hän antoi joitain vihjeitä Venuksen geologiaan, instrumentit eivät kyenneet tarjoamaan luotettavaa tietoa planeetan pinnan monien piirteiden alkuperästä.
Ehdotettu käynnistettäväksi vuonna 2026, VERITAS aikoopyöritä planeetan ympäri ja tarkkaile varjoisien pilvien läpi tehokkaan modernin tutkajärjestelmän avulla luomaan 3D-globaalikarttoja ja spektrometri lähi-infrapuna-alueelle selvittääkseen mistä pinta on tehty. Hän mittaa myös planeetan painovoimakentän määrittääkseen Venuksen sisäosan rakenteen. Nämä työkalut voivat yhdessä antaa vihjeitä planeetan menneistä ja nykyisistä geologisista prosesseista, sen ytimestä pintaan.
Lue myös
Venäjän COVID-19-rokote saapui siviililiikkeeseen, mutta siitä on valitettu paljon
Sairauspäivänä 3 useimmat COVID-19-potilaat menettävät hajuaistunsa ja kärsivät usein nenästä
Tutkijat ovat selvittäneet, miksi lapset ovat vaarallisimpia COVID-19: n kantajia