Venus - Jordens "sure" tvilling
Venus er lik jorden i størrelse og kjemisk sammensetning. Dette paret
Overflatetemperaturen til Venus svinger rundt465 grader Celsius, overflatetrykket er omtrent 90 ganger jordens (sammenlignbar med trykket på en kilometer under havnivå. Jordens nærmeste nabo har en rotasjonsperiode på 243 dager, i motsetning til jordens raske 24-timers rotasjon . Takket være nye data, vet forskerne at atmosfæren til Venus hovedsakelig består av karbondioksid. Dette gir forresten menneskeheten en forståelse av hva global oppvarming kan føre til. På grunn av den intense varmen er vann bare tilstede i atmosfæren på planeten, så det er ingen hav her. Planetorkaner stormer, og dens smoglignende skyer er laget av dråper av svovelsyre (ikke vann).
Utsikt over Venus på halvkule, som vist av mer ennti år med radarforskning, som kulminerte med Magellan-oppdraget i 1990–1994, på 180 grader østlig lengde. Bildekreditt: NASA / Jet Propulsion Laboratory / USGS
Og alle pinnsvinene Venus og Jorden sammenlignes ofte ogkalles tvillinger. Hvorfor? Dette spørsmålet ble besvart av Dmitry Titov, en forsker ved Max Planck Institute for Solar System Research i Katlenburg-Lindau, Tyskland, og medforfatter av flere artikler i tidsskriftet Nature om Venus Express-funnene.
Venus og jorden er faktisk tvillinger, men som ble skilt fra hverandre ved fødselen. Hovedspørsmålet er hvorfor disse tvillingene er så forskjellige.
Dmitrij Titov
Et internasjonalt team av forskere har strømmet data med Venus Express siden april 2006, da det begynte å kartlegge Venus. Minste avstand til jorden er omtrent 40 millioner km.
Ved ekvator til Venus er et lag av turbulentluftstrøm som glatter ut på høyere breddegrader, bemerker Fred Taylor, en fysiker ved Oxford University og en tverrfaglig forsker som deltok i Venus Express-oppdraget. Vindhastigheter i den øvre atmosfæren er mye høyere enn på jorden, delvis på grunn av Venus 'svake rotasjon. Det er også bevis for vortex luftstrømmer tusenvis av kilometer bredt på begge polene. De ligner de som forekommer over jordpolene i vintermånedene.
Solvind (vindkast av ioner fra ytreSolens atmosfære, som er i stand til å rive fra hverandre molekylene de møter) suger opp partikler fra Venus atmosfære, skiller ut atomene deres og spytter dem ut i verdensrommet. Svevestøv i jordens atmosfære er i stor grad beskyttet mot solvinden av et sterkt magnetfelt, noe Venus mangler. Forskere har observert lette, ladede partikler - hydrogen og heliumioner - som forlater planetens atmosfære. Men forskerne ble overrasket over å oppdage at det også ble frigjort oksygen.
"Venus er veldig, veldig tørr," understreker DavidGrinspoon, en astrobiolog ved Denver natur- og vitenskapsmuseum. Han legger til at alt vannet i atmosfæren ville være litt over 2,5 cm dypt hvis det var på planetens overflate. Analyse av vannet som forlater Venus atmosfære viser imidlertid at mange av hydrogenionene faktisk er en stabil isotop av deuterium, som består av en proton og et nøytron (ikke bare en proton) i kjernen. "Mengden deuterium er en viktig nøkkel for å forstå hvor mye vann som har gått tapt over tid," sier Grinspoon. Forskere anslår at Venus har mistet minst et hav av vann siden dannelsen, basert på deuteriumpartikler blåst bort av solvinden.
“Disse forskjellene skyldes ikke bare det faktum at Venuser nærmere Solen, forklarer Fred Taylor. - Nå vet vi at fraværet av et beskyttende magnetfelt og forskjellige rotasjonshastigheter på planetene også spiller en rolle for å sikre den høye hastigheten til mange atmosfæriske prosesser på Venus som vi observerer på jorden. De nye dataene lar oss konstruere et scenario der Venus begynte på samme måte som Jorden - muligens inkludert beboelig miljø for milliarder av år siden - og deretter utviklet seg til den tilstanden vi ser nå.
Hvor kan livet bo på Venus?
I flere tiår ble Venus gittBedømmelse: Det er et giftig, overopphetet, knusende helvete der ingenting kan overleve. Men i økende grad tar forskere et nytt blikk på sin nærmeste planetariske nabo - eller i det minste på skyene.
Nyere forskning forklarer hvordan mikrobielllivet kunne overleve i venusiske par. Hvis den nye hypotesen noen gang blir bekreftet, kan den be forskere om å vurdere hvordan og hvor vi søker liv i universet.
Selv om overflaten av Venus er utsatt for hardetrykk og temperatur, noen lag av atmosfæren er ganske bra. Foruten Jorden er Venus atmosfære det mest beboelige stedet i solsystemet, siden trykket og temperaturen er i området vi er kjent med. Imidlertid ville mennesker ikke ha pustende luft. Problemet med svovelsyre i atmosfæren, som korroderer luftveiene og andre vitale organer, forsvinner heller ikke.
Kunstnerisk konsept med aktive vulkaner påVenus, som viser en subduksjonssone der forgrundskorpen stuper inn i det indre av planeten i en topografisk grøft. Bildekreditt: NASA / JPL-Caltech / Peter Rubin
Til tross for de tøffe forholdene spør forskernespørsmålet er, kan noen nesten usynlige mikrober være på kanten av en av de mest upassende verdenene vi kjenner til? Hardføre organismer som tardigrader kan overleve stråling, ekstreme temperaturer, sult, dehydrering og til og med romets vakuum. Kanskje de har slektninger på Venus?
Carl Sagan tenkte på livet i Venus-skyenei 1967, og for bare noen få år siden, foreslo forskere at merkelige uregelmessige fenomener som observeres når man ser på planeten i ultrafiolett lys, kan forklares av noe som alger eller bakterier i atmosfæren.
Forskning publisert i tidsskriftetAstrobiologi, ledende astronom Sarah Seeger fra MIT, tilbyr en variasjon på hvordan livssyklusen over Venus kan se ut. Seeger har vært en leder fra det 21. århundre i letingen etter exoplaneter, biosignaturer og verdener som vår. Hun er for tiden visedirektør for vitenskap for NASAs Transit Exoplanet Mission (også kjent som TESS).
Seeger og kollegene hennes foreslår at mestden sannsynlige måten for mikrober å overleve over Venus er i form av væskedråper. Men slike dråper holder seg ikke på plass, som regn. Etter hvert blir de så store at tyngdekraften tar over. I tilfelle Venus vil dette bety at dråper som inneholder små livsformer faller inn i de varmere nedre lagene av planetens atmosfære, der de uunngåelig tørker opp.
“Den eneste måten å overleve på ubestemt tidEr en livssyklus som innebærer uttørking av mikrobiell levetid når væskedråper fordamper under sedimentering. På samme tid stopper små tørkede "sporer" og fyller delvis atmosfæren i Venus, dens stillestående nedre lag av tåke, "forklarer forfatterne av studien.
Disse tørkede sporene vil gå inn i en slags dvalefase, lik det tardigrader kan gjøre, og vil til slutt bli løftet opp i atmosfæren og rehydrert, og fortsetter livssyklusen.
Dette er imidlertid bare en teori.Likevel vurderer NASA til og med å starte Veritas-oppdraget allerede i 2026 for å gå i bane rundt Venus for å studere skyene. Nye data fra Venus og muligens nye funn kan snart dukke opp. Varselet for planeten er fortsatt, som det har vært en stund, overskyet.
Hvordan planla NASA å befolke Venus?
En rekke byråer, inkludert selvfølgelig NASA,konsentrerer seg om å utforske solsystemet på Mars. Ved første øyekast ser Mars imidlertid ikke ut som den beste kandidaten. Venus er mye nærmere - i en avstand på 38 millioner til 261 millioner km sammenlignet med Mars på en avstand på 56-401 millioner km. Som allerede nevnt er dette jordens nærmeste nabo.
Venus er også sammenlignbar i størrelse med jorden - dens radius er 6.052 km, og jorden er 6.371 km. I tillegg har de to planetene lignende tetthet og kjemisk sammensetning.
Men alt annet gjør det praktiskusynlig for forskning. Selv om sonder ble sendt til planetens overflate, varte de bare i to timer før forholdene på overflaten av Venus ødela dem. Disse forholdene inkluderer atmosfæretrykk, 92 ganger jordens; gjennomsnittstemperatur 462 grader Celsius; ekstrem vulkansk aktivitet; en ekstremt tett atmosfære, hovedsakelig bestående av karbondioksid med en liten mengde nitrogen; og et overskyet lag av svovelsyre.
Generelt er Venus ikke det beste stedet å kolonisere. NASA mener imidlertid at de har en løsning som vil sende folk til å utforske planeten - en skyby.
Operasjonelt konsept med høy høyde Venus(High Altitude Venus Operational Concept) - HAVOC - er et konsept romfartøy utviklet av Systems Analysis and Concepts Office-teamet ved NASAs Langley Research Center for å utforske Venus. Denne raketten som er lettere enn luften vil være designet for å holde seg over sure skyer i omtrent 30 dager, slik at en gruppe astronauter kan samle inn data om planetens atmosfære.
Mens overflaten til Venus kanfor å ødelegge en person, er forholdene over skyene i omtrent 50 km høyde de samme som på jorden når det gjelder svev. Venus atmosfæriske trykk er sammenlignbart med det på jorden, mens tyngdekraften bare er litt lavere. Temperaturen er omtrent 75 grader Celsius, som er høyere enn en behagelig temperatur, men denne temperaturen kan kontrolleres. Til slutt gir atmosfæren i denne høyden beskyttelse mot solstråling.
Oppdraget skulle starte med en lanseringen robotsonde til Venus for innledende kontroller og undersøkelser. Etter å ha mottatt disse dataene, kan det bemannede oppdraget tilbringe 30 dager seiling over planeten; som vil bli fulgt av oppdrag der team av to astronauter vil tilbringe hvert år. Det endelige målet er den konstante menneskelige tilstedeværelsen i den flygende skybyen.
Byen var planlagt opprettet ved hjelp aveksisterende eller nær eksisterende teknologi. Hvis oppdraget var vellykket, kan det være begynnelsen på befolkningen i koloniseringen av universet utenfor jorden.
NASA planla også å skape forholdene til Venus på jorden - et tilsvarende dokument er allerede utarbeidet, som beskriver dagens muligheter og muligheter for å utføre nettopp slike tester.
“Venus selv har verdi som et poengdestinasjon for leting og kolonisering, men det utfyller også gjeldende planer for Mars, ”sa Chris Jones fra Langley Research Centre. Som forskere forsikrer, ville menneskeheten ha større fordel over implementeringen av et oppdrag til Mars i menneskelig skala, hvis Venus først ble studert.
Dessverre er prosjektet for øyeblikket i arkivet. Når forskere vil være i stand til å gå tilbake til det, er det ikke kjent. Imidlertid ga NASA en mulighet for oss å se hvordan utforskningen av Venus ville se ut.
Kan Venus ha vært beboelig tidligere?
I følge datasimuleringer av det gamleIfølge forskere fra NASAs Goddard Institute for Space Research (GISS) i New York, kan Venus ha hatt et grunt hav av flytende vann og beboelige overflatetemperaturer i opptil 2 milliarder år av sin tidlige historie.
Observasjoner viser at i en fjern fortid påVenus kunne ha hatt vannrike hav. Et lignende land-hav-mønster, som det over, ble brukt i en klimamodell for å vise hvordan stormskyer kunne ha beskyttet det gamle Venus mot sterkt sollys og gjort planeten beboelig.
NASA
Resultatene, publisert i Geophysical Research Letters, ble hentet fra en modell som ligner den som ble brukt til å forutsi fremtidige klimaendringer på jorden.
«Mange av verktøyene vi brukerå modellere klimaendringer på jorden, kan tilpasses for å studere klimaet til andre planeter, både fortid og nåtid, forklarer Michael Way, en GISS-forsker og hovedforfatter av artikkelen. "Disse resultatene tyder på at gamle Venus kan ha vært et helt annet sted enn det er i dag."
Forskere har lenge antydet at Venusdannet av komponenter som ligner på de på jorden, men fulgte en annen evolusjonær vei. Målinger tatt av NASAs pioneroppdrag til Venus på 1980-tallet antydet først at planeten opprinnelig kunne ha vært et hav. Venus er imidlertid nærmere solen enn jorden og mottar mye mer lys, energi og stråling. Som et resultat fordampet planetens tidlige hav, vanndampmolekyler ble ødelagt av ultrafiolett stråling, og hydrogen fløy ut i rommet. Uten vann igjen på overflaten, bygger det seg karbondioksid i atmosfæren, noe som fører til drivhuseffekten som har skapt dagens miljø.
Tidligere undersøkelser har vist at hvordanraskt roterer planeten på sin akse, påvirker om den har et klima som er egnet for livet. En dag på Venus er lik 117 jorddager. Inntil nylig ble det antatt at for at planeten skulle ha dagens langsomme rotasjonshastighet, var det nødvendig med en tett atmosfære, lik den i moderne Venus. Nyere studier har imidlertid vist at en tynn atmosfære, som den moderne jorda, kan gi det samme resultatet. Dette betyr at gammel Venus med jordbasert atmosfære kunne hatt samme rotasjonshastighet som den gjør i dag.
En annen faktor som påvirker planetens klima erdette er topografi. GISS-teamet postulerte at det var mer land på det gamle Venus enn på jorden, spesielt i tropene. Dette begrenser mengden vann fordampet fra havene og som et resultat drivhuseffekten av vanndamp. Denne typen overflater ser ut til å være ideell for planetens habitat; det ser ut som det var nok vann til å støtte en overflod av liv og nok land til å desensibilisere planeten til endringer knyttet til innkommende sollys.
Way og hans kolleger på GISS simulerte forholdhypotetisk tidlig Venus med en atmosfære som ligner den på jorden, med en dag som er lik Venus gjeldende dag, og et grunt hav ifølge tidlige data fra Pioneer-romfartøyet. Forskerne la til informasjon om topografien til Venus fra radarmålinger tatt av NASAs Magellan-oppdrag på 1990-tallet og fylte lavlandet med vann, og etterlot de fjellrike områdene bare som kontinentene i Venus. Studien tok også hensyn til den eldgamle solen, som var 30 prosent svakere. Til tross for dette mottok gamle Venus fortsatt rundt 40% mer sollys enn Jorden gjør i dag.
Studien ble utført som en del av NASA-programmetPlanetary Science Astrobiology som en del av Nexus for Exoplanet System Science (NExSS) -programmet, som søker å akselerere søket etter liv på planeter i bane rundt andre stjerner, eller exoplaneter, ved å kombinere ideer fra astrofysikkens felt. planetologi, heliofysikk og jordvitenskap. Funnene har direkte relevans for fremtidige NASA-oppdrag, for eksempel den transitterende eksoplanettsatellitten og James Webb Space Telescope, som vil prøve å finne mulige beboelige planeter og karakterisere atmosfærene deres.
Fremtidige oppdrag til Venus
Hvordan fungerer disse "søsterplanetene" - Jorden ogVenus – utviklet seg så annerledes har vært et brennende vitenskapelig spørsmål i flere tiår, og et foreslått oppdrag kalt VERITAS tar sikte på å gi svar ved å transformere vår forståelse av den interne geodynamikken som formet planeten. Oppdraget kan gi innsikt i utviklingen av vår egen planet og til og med hjelpe oss bedre å forstå steinplanetene som går i bane rundtandrestjerner
VERITAS vurderes for valg innenNASA Discovery Program og vil bli drevet av NASAs Jet Propulsion Laboratory i Sør-California. Prosjektpartnerne inkluderer Lockheed Martin, den italienske romfartsorganisasjonen, den tyske romfartsorganisasjonen og den franske romfartsorganisasjonen.
“Venus er som en kosmisk gave som et resultatulykker, sa Suzanne Smrekar, VERITAS hovedforsker ved JPL. "Du har disse to planetariske kroppene - Jorden og Venus, som startet nesten på samme måte, men gikk gjennom to helt forskjellige evolusjonære veier, men vi vet ikke hvorfor."
Det siste oppdraget for å studere jordens overflate,NASAs romfartøy Magellan, ferdigstilt i 1994. Selv om han ga noen ledetråder til geologien til Venus, klarte ikke instrumentene å gi pålitelig informasjon om opprinnelsen til mange funksjoner på planetens overflate.
Foreslått for lansering i 2026, vil VERITASroter rundt planeten og observer gjennom skyggefulle skyer ved hjelp av et kraftig moderne radarsystem for å lage 3D-globale kart og et spektrometer i det nærmeste infrarøde området for å finne ut hva overflaten er laget av. Det ville også måle planetens gravitasjonsfelt for å bestemme strukturen til det indre av Venus. Sammen kan disse verktøyene gi ledetråder om de siste og nåværende geologiske prosessene på planeten, fra kjernen til overflaten.
Les også
Russisk vaksine mot COVID-19 kom inn i sivil sirkulasjon, men det er mange klager på det
På sykdomsdag 3 mister de fleste COVID-19 pasienter luktesansen og lider ofte av en rennende nese
Forskere har funnet ut hvorfor barn er de farligste bærerne av COVID-19