Venus - de "zure" tweeling van de aarde
Venus is qua grootte en chemische samenstelling vergelijkbaar met de aarde. Dit koppel
De oppervlaktetemperatuur van Venus schommelt rondMet een temperatuur van 465 graden Celsius is de oppervlaktedruk ongeveer 90 keer die van de aarde (vergelijkbaar met de druk van een kilometer onder zeeniveau). De dichtstbijzijnde buur van de aarde heeft een rotatieperiode van 243 dagen, in tegenstelling tot de snelle rotatie van 24 uur van de aarde. Dankzij nieuwe Volgens gegevens weten wetenschappers dat de atmosfeer van Venus voornamelijk uit koolstofdioxide bestaat. Dit geeft de mensheid overigens inzicht in waar de opwarming van de aarde toe kan leiden. Vanwege de intense hitte is water alleen aanwezig in de atmosfeer van de planeet. Er zijn hier dus geen oceanen. Orkanen op de planeet stormen, en de smogachtige wolken zijn gemaakt van druppels zwavelzuur (geen water).
Uitzicht op Venus op het halfrond, zoals blijkt uit meer dantien jaar radaronderzoek, culminerend in de Magellan-missie in 1990-1994, bevindt het centrum zich op 180 graden oosterlengte. Afbeelding tegoed: NASA / JPL / USGS
En alle egels Venus en Aarde worden vaak vergeleken enworden tweelingen genoemd. Waarom? Deze vraag werd beantwoord door Dmitry Titov, een wetenschapper aan het Max Planck Instituut voor Zonnestelselonderzoek in Katlenburg-Lindau, Duitsland, en co-auteur van verschillende artikelen in het tijdschrift Nature over de bevindingen van de Venus Express.
Venus en de aarde zijn eigenlijk een tweeling, maar die werden bij de geboorte gescheiden. De belangrijkste vraag is waarom deze tweeling zo verschillend is.
Dmitri Titov
Een internationaal team van wetenschappers streamt gegevens met Venus Express sinds april 2006, toen het Venus begon te onderzoeken. De minimale afstand tot de aarde is ongeveer 40 miljoen km.
Op de evenaar van Venus is een laag turbulentluchtstroom die op hogere breedtegraden gladder wordt, merkt Fred Taylor op, een natuurkundige aan de Universiteit van Oxford en een interdisciplinaire wetenschapper die deelnam aan de Venus Express-missie. Windsnelheden in de bovenste atmosfeer zijn veel hoger dan op aarde, deels als gevolg van de trage rotatie van Venus. Er zijn ook aanwijzingen voor wervelende luchtstromen van duizenden kilometers breed aan beide polen. Ze zijn vergelijkbaar met die welke tijdens de wintermaanden boven de polen van de aarde voorkomen.
Zonnewinden (stoten van ionen van buitenafDe atmosfeer van de zon, die in staat is de moleculen die ze tegenkomen uit elkaar te scheuren, zuigt deeltjes uit de atmosfeer van Venus op, ontwart hun atomen en spuugt ze de ruimte in. Fijn stof in de atmosfeer van de aarde wordt grotendeels beschermd tegen zonnewinden door een sterk magnetisch veld, iets wat Venus mist. Wetenschappers hebben waargenomen dat lichte, geladen deeltjes – waterstof- en heliumionen – de atmosfeer van de planeet verlaten. Maar de onderzoekers waren verrast toen ze ontdekten dat er ook zuurstof vrijkwam.
"Venus is heel erg droog", benadrukt DavidGrinspoon, een astrobioloog in het Denver Museum of Nature and Science. Hij voegt eraan toe dat al het water in zijn atmosfeer iets meer dan 2,5 cm diep zou zijn als het zich op het aardoppervlak zou bevinden. Uit analyse van het water dat de atmosfeer van Venus verlaat, blijkt echter dat veel van de waterstofionen in feite een stabiele isotoop van deuterium zijn, die bestaat uit een proton en een neutron (niet alleen een proton) in zijn kern. "De hoeveelheid deuterium is een belangrijke sleutel om te begrijpen hoeveel water er in de loop van de tijd verloren is gegaan", benadrukt Grinspoon. De onderzoekers schatten dat Venus sinds haar ontstaan minstens een oceaan aan water heeft verloren, op basis van deuteriumdeeltjes die door de zonnewind zijn weggeblazen.
“Deze verschillen zijn niet alleen te wijten aan het feit dat Venusis dichter bij de zon, legt Fred Taylor uit. - Nu weten we dat de afwezigheid van een beschermend magnetisch veld en verschillende rotatiesnelheden van de planeten ook een rol spelen bij het waarborgen van de hoge snelheid van veel atmosferische processen op Venus die we op aarde waarnemen. De nieuwe gegevens stellen ons in staat om een scenario te construeren waarin Venus op dezelfde manier begon als de aarde - mogelijk inclusief bewoonbare omgeving miljarden jaren geleden - en vervolgens evolueerde naar de staat die we nu zien.
Waar kan het leven op Venus wonen?
Tientallen jaren lang werd Venus gegevenOordeel: Het is een giftige, oververhitte, verpletterende hel waar niets kan overleven. Maar steeds vaker kijken wetenschappers met een nieuwe blik naar hun naaste planetaire buur – of in ieder geval naar de wolken ervan.
Recent onderzoek legt uit hoe microbieelhet leven zou kunnen overleven in Venusiaanse paren. Als de nieuwe hypothese ooit wordt bevestigd, zou dit wetenschappers ertoe kunnen aanzetten om opnieuw te beoordelen hoe en waar we leven in het universum zoeken.
Hoewel het oppervlak van Venus onderhevig is aan hardheiddruk en temperatuur zijn sommige lagen van de atmosfeer redelijk goed. Naast de aarde is de atmosfeer van Venus de meest bewoonbare plek in het zonnestelsel, omdat de druk en temperatuur zich in het bereik bevinden dat we kennen. Mensen zouden echter geen ademende lucht hebben. Het probleem van zwavelzuur in de atmosfeer, dat het ademhalingssysteem en andere vitale organen aantast, verdwijnt ook niet.
Artistiek concept van actieve vulkanenVenus, die een subductiezone voorstelt waar de voorgrondkorst in een topografische geul in het binnenste van de planeet stort. Beeldcredits: NASA / JPL-Caltech / Peter Rubin
Ondanks de barre omstandigheden vragen wetenschappersde vraag is: kunnen sommige bijna onzichtbare microben zich aan de rand van een van de meest ongeschikte werelden bevinden die we kennen? Sterke organismen zoals tardigrades kunnen straling, extreme temperaturen, honger, uitdroging en zelfs het vacuüm van de ruimte overleven. Misschien hebben ze familieleden op Venus?
Carl Sagan dacht na over het leven in de wolken van Venusin 1967, en nog maar een paar jaar geleden, suggereerden onderzoekers dat vreemde abnormale verschijnselen die werden waargenomen bij het bekijken van de planeet in ultraviolet licht, verklaard konden worden door zoiets als algen of bacteriën in de atmosfeer.
Onderzoek gepubliceerd in het tijdschriftAstrobiologie, hoofdastronoom Sarah Seeger van MIT, biedt een variatie op hoe de levenscyclus van Venus eruit zou kunnen zien. Seeger is een leider in de 21e eeuw geweest in de zoektocht naar exoplaneten, biosignaturen en werelden die vergelijkbaar zijn met de onze. Ze is momenteel de adjunct-directeur van de wetenschap van NASA's Transit Exoplanet Mission (ook bekend als TESS).
Seeger en haar collega's suggereren dat het meestde waarschijnlijke manier voor microben om boven Venus te overleven is in de vorm van vloeistofdruppeltjes. Maar dergelijke druppels blijven niet op hun plaats, zoals regen. Uiteindelijk worden ze zo groot dat de zwaartekracht het overneemt. In het geval van Venus zou dit betekenen dat druppeltjes met kleine levensvormen in de warmere lagere lagen van de atmosfeer van de planeet vallen, waar ze onvermijdelijk opdrogen.
“De enige manier om voor onbepaalde tijd te overlevenIs een levenscyclus waarbij het microbiële leven uitdroogt, aangezien vloeistofdruppeltjes verdampen tijdens het bezinken. Tegelijkertijd stoppen kleine opgedroogde "sporen" en bevolken gedeeltelijk de atmosfeer van Venus, de stagnerende onderste laag van waas, "leggen de auteurs van de studie uit.
Deze gedroogde sporen zullen in een soort winterslaapfase terechtkomen, vergelijkbaar met wat beerdiertjes kunnen doen, en zullen uiteindelijk in de atmosfeer worden getild en gerehydrateerd, waardoor de levenscyclus wordt voortgezet.
Dit is echter slechts een theorie.Toch overweegt NASA zelfs om al in 2026 de Veritas-missie in een baan rond Venus te lanceren om de wolken ervan te bestuderen. Nieuwe gegevens van Venus en mogelijk nieuwe ontdekkingen kunnen binnenkort verschijnen. De voorspelling voor de planeet blijft, zoals het al een tijdje is, bewolkt.
Hoe was NASA van plan Venus te bevolken?
Een aantal agentschappen, waaronder natuurlijk NASA,concentreert zijn inspanningen om het zonnestelsel op Mars te verkennen. Op het eerste gezicht lijkt Mars echter niet de beste kandidaat. Venus is veel dichterbij - op een afstand van 38 miljoen tot 261 miljoen km vergeleken met Mars op een afstand van 56-401 miljoen km. Zoals eerder vermeld, is dit de dichtstbijzijnde buur van de aarde.
Venus is ook qua grootte vergelijkbaar met de aarde - de straal is 6.052 km en de aarde is 6.371 km. Bovendien hebben de twee planeten een vergelijkbare dichtheid en chemische samenstelling.
Maar al het andere maakt het praktischonzichtbaar voor onderzoek. Hoewel de sondes naar het oppervlak van de planeet werden gestuurd, duurden ze maximaal twee uur voordat de omstandigheden op het oppervlak van Venus ze vernietigden. Deze omstandigheden omvatten atmosferische druk, 92 keer die van de aarde; gemiddelde temperatuur 462 graden Celsius; extreme vulkanische activiteit; een extreem dichte atmosfeer, voornamelijk bestaande uit kooldioxide met een kleine hoeveelheid stikstof; en een troebele laag zwavelzuur.
Over het algemeen is Venus niet de beste plaats om te koloniseren. NASA gelooft echter dat het een oplossing heeft om mensen de planeet te laten verkennen - een wolkenstad.
Operationeel concept van Venus op grote hoogte(High Altitude Venus Operational Concept) - HAVOC - is een concept ruimtevaartuig ontwikkeld door het Systems Analysis and Concepts Office-team van NASA's Langley Research Center for Venus Exploration. Deze lichter dan lucht raket zal zo worden ontworpen dat hij ongeveer 30 dagen boven zure wolken blijft, zodat een groep astronauten gegevens kan verzamelen over de atmosfeer van de planeet.
Terwijl het oppervlak van Venus kanOm een persoon te vernietigen, zijn de omstandigheden boven de wolken op een hoogte van ongeveer 50 km vergelijkbaar met die op aarde als het gaat om vliegen. De atmosferische druk van Venus is vergelijkbaar met die van de aarde, terwijl de zwaartekracht slechts iets lager is. De temperatuur is ongeveer 75 graden Celsius, wat hoger is dan een comfortabele temperatuur, maar deze temperatuur is beheersbaar. Ten slotte biedt de atmosfeer op deze hoogte bescherming tegen zonnestraling.
De missie zou beginnen met een lanceringeen robotsonde naar Venus voor eerste controles en onderzoek. Na ontvangst van deze gegevens kan de bemande missie 30 dagen over de planeet zeilen; gevolgd door missies waarin teams van twee astronauten elk een jaar doorbrengen. Het uiteindelijke doel is de constante aanwezigheid van een persoon in een vliegende wolkenstad.
De stad zou worden gemaakt met behulp vanbestaande of bijna bestaande technologieën. Als de missie succesvol was, zou dit het begin kunnen zijn van de populatie van de kolonisatie van het universum buiten de aarde.
NASA was ook van plan om de omstandigheden van Venus op aarde te creëren - er is al een overeenkomstig document opgesteld, dat de huidige mogelijkheden en mogelijkheden beschrijft om precies dergelijke tests uit te voeren.
“Venus heeft zelf waarde als puntbestemming voor verkenning en kolonisatie, maar het vormt ook een aanvulling op de huidige plannen voor Mars ”, zegt Chris Jones van het Langley Research Center. Zoals wetenschappers verzekeren, als Venus voor het eerst zou worden bestudeerd, zou de mensheid een groter voordeel hebben ten opzichte van de uitvoering van een missie naar Mars op menselijke schaal.
Helaas bevindt het project zich momenteel in het archief. Wanneer wetenschappers er weer op terug kunnen komen, is niet bekend. NASA gaf ons echter de gelegenheid om te zien hoe de verkenning van Venus eruit zou zien.
Zou Venus in het verleden bewoonbaar kunnen zijn geweest?
Volgens computersimulaties uit de oudheidVolgens wetenschappers van het Goddard Institute for Space Research (GISS) van de NASA in New York, heeft Venus mogelijk een ondiepe oceaan van vloeibaar water en bewoonbare oppervlaktetemperaturen tot 2 miljard jaar van zijn vroege geschiedenis gehad.
Waarnemingen tonen dat in het verre verleden aanVenus zou wateroceanen kunnen hebben. Een soortgelijk land-oceaanpatroon, zoals hierboven, werd gebruikt in een klimaatmodel om te laten zien hoe onweerswolken de oude Venus hadden kunnen beschermen tegen fel zonlicht en de planeet bewoonbaar konden maken.
NASA
De resultaten, gepubliceerd in Geophysical Research Letters, zijn afgeleid van een model dat lijkt op het model dat wordt gebruikt om toekomstige klimaatverandering op aarde te voorspellen.
"Veel van de tools die we gebruikenom de klimaatverandering op aarde te modelleren, kan worden aangepast om het klimaat van andere planeten, zowel vroeger als nu, te bestuderen, legt Michael Way uit, een onderzoeker van de AIVD en hoofdauteur van het artikel. “Deze resultaten suggereren dat het oude Venus misschien een heel andere plaats was dan nu.”
Wetenschappers hebben lang gesuggereerd dat Venusgevormd uit componenten vergelijkbaar met die op aarde, maar volgden een ander evolutionair pad. Metingen van NASA's pioniersmissie naar Venus in de jaren tachtig suggereerden voor het eerst dat de planeet oorspronkelijk een oceaan had kunnen zijn. Venus staat echter dichter bij de zon dan de aarde en ontvangt veel meer licht, energie en straling. Als gevolg hiervan verdampte de vroege oceaan van de planeet, werden waterdampmoleculen vernietigd door ultraviolette straling en vloog waterstof de ruimte in. Omdat er geen water op het oppervlak achterblijft, hoopt kooldioxide zich op in de atmosfeer, wat leidt tot het broeikaseffect dat de huidige omstandigheden heeft gecreëerd.
Eerder onderzoek heeft aangetoond dat hoesnel draait de planeet om zijn as, beïnvloedt of het een klimaat heeft dat geschikt is voor leven. Een dag op Venus is gelijk aan 117 aardse dagen. Tot voor kort werd aangenomen dat een dichte atmosfeer, vergelijkbaar met die van moderne Venus, nodig was om de planeet te laten beschikken over de huidige lage rotatiesnelheid. Nieuwere studies hebben echter aangetoond dat een dunne atmosfeer vergelijkbaar met die van de moderne aarde hetzelfde resultaat had kunnen opleveren. Dit betekent dat de oude Venus met een aardse atmosfeer dezelfde rotatiesnelheid had kunnen hebben als nu.
Een andere factor die het klimaat op aarde beïnvloedt, isdit is topografie. Het AIVD-team stelde dat er op de oude Venus meer land was dan op aarde, vooral in de tropen. Dit beperkt de hoeveelheid water die uit de oceanen verdampt en daarmee het broeikaseffect van waterdamp. Dit type oppervlak schijnt ideaal te zijn voor planetaire bewoning; het lijkt erop dat er genoeg water was om een overvloed aan leven te ondersteunen en genoeg land om de planeet ongevoelig te maken voor veranderingen die verband houden met binnenkomend zonlicht.
Way en zijn collega's bij de AIVD simuleren omstandighedenhypothetische vroege Venus met een atmosfeer vergelijkbaar met die van de aarde, met een dag gelijk aan de huidige dag van Venus, en een ondiepe oceaan volgens vroege gegevens van het Pioneer-ruimtevaartuig. De onderzoekers voegden informatie toe over de topografie van Venus van radarmetingen die werden uitgevoerd door NASA's Magellan-missie in de jaren negentig en vulden de laaglanden met water, waardoor de bergachtige gebieden bloot kwamen te liggen zoals de continenten van Venus. De studie hield ook rekening met de oeroude zon, die 30 procent zwakker was. Desondanks ontving de oude Venus nog steeds ongeveer 40% meer zonlicht dan de aarde tegenwoordig.
Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van het NASA-programmaPlanetary Science Astrobiology als onderdeel van het Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) -programma, dat tot doel heeft de zoektocht naar leven op planeten in een baan om andere sterren, of exoplaneten, te versnellen door ideeën uit de astrofysische velden te combineren. planetologie, heliofysica en aardwetenschappen. De bevindingen zijn van direct belang voor toekomstige NASA-missies, zoals de transiting exoplanet-satelliet en de James Webb Space Telescope, die zal proberen mogelijke bewoonbare planeten te lokaliseren en hun atmosfeer te karakteriseren.
Toekomstige missies naar Venus
Hoe werken deze “zusterplaneten” – Aarde enVenus - zo anders geëvolueerd is al tientallen jaren een brandende wetenschappelijke vraag, en een voorgestelde missie genaamd VERITAS heeft tot doel antwoorden te geven door ons begrip van de interne geodynamica die de planeet heeft gevormd te transformeren. De missie zou inzicht kunnen verschaffen in de evolutie van onze eigen planeet en ons zelfs kunnen helpen de rotsachtige planeten die eromheen draaien beter te begrijpenanderensterren
VERITAS wordt overwogen voor selectie binnenNASA Discovery Program en zal worden beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. De projectpartners zijn Lockheed Martin, de Italiaanse ruimtevaartorganisatie, de Duitse ruimtevaartorganisatie en de Franse ruimtevaartorganisatie.
“Venus is daardoor als een kosmisch geschenkongevallen, zei Suzanne Smrekar, hoofdonderzoeker van VERITAS bij JPL. "Je hebt deze twee planetaire lichamen - Aarde en Venus, die bijna op dezelfde manier begonnen, maar door twee totaal verschillende evolutionaire paden gingen, maar we weten niet waarom."
De nieuwste missie om het oppervlak van de planeet te verkennenNASA's Magellan-ruimtevaartuig, voltooid in 1994. Hoewel hij enkele aanwijzingen gaf over de geologie van Venus, konden de instrumenten geen betrouwbare informatie geven over de oorsprong van veel kenmerken van het oppervlak van de planeet.
VERITAS wordt voorgesteld voor lancering in 2026draai rond de planeet en observeer door schaduwwolken met behulp van een krachtig modern radarsysteem om driedimensionale wereldkaarten te maken en een spectrometer in het nabije infraroodbereik om erachter te komen waaruit het oppervlak is gemaakt. Het zou ook het zwaartekrachtveld van de planeet meten om de structuur van het inwendige van Venus te bepalen. Samen kunnen deze tools aanwijzingen geven over de vroegere en huidige geologische processen van de planeet, van de kern tot aan de oppervlakte.
Lees ook
Het Russische vaccin tegen COVID-19 kwam in de burgerlijke circulatie, maar er zijn veel klachten over
Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus
Wetenschappers hebben ontdekt waarom kinderen de gevaarlijkste dragers van COVID-19 zijn