Venus - geamănul „acid” al Pământului
Venus este asemănătoare Pământului ca mărime și compoziție chimică. Acest cuplu
Temperatura de suprafață a lui Venus variază în jur465 de grade Celsius, presiunea sa la suprafață este de aproximativ 90 de ori mai mare decât cea a Pământului (comparabilă cu presiunea de un kilometru sub nivelul mării. Cel mai apropiat vecin al Pământului are o perioadă de rotație de 243 de zile, spre deosebire de rotația rapidă de 24 de ore a Pământului Datorită noilor date , oamenii de știință știu că atmosfera lui Venus este formată în principal din dioxid de carbon. Datorită căldurii intense, apa este prezentă doar în atmosfera planetei, deci nu există oceane Planeta este afectată de uragane, iar norii săi asemănători smog-ului sunt formați din picături de acid sulfuric (nu apă).
Vedere a lui Venus în emisferă, după cum arată mai mult dezece ani de cercetare radar, culminând cu misiunea Magellan în 1990-1994, centrul este situat la 180 de grade longitudine estică. Credit de imagine: NASA / Jet Propulsion Laboratory / USGS
Și toți aricii Venus și Pământ sunt adesea comparați șise numesc gemeni. De ce? La această întrebare a răspuns Dmitri Titov, om de știință la Institutul Max Planck pentru Cercetarea Sistemului Solar din Katlenburg-Lindau, Germania, și coautor al mai multor articole din revista Nature despre descoperirile Venus Express.
Venus și Pământul sunt de fapt gemeni, dar care au fost separați la naștere. Întrebarea principală este de ce acești gemeni sunt atât de diferiți.
Dmitri Titov
O echipă internațională de oameni de știință transmite în flux date cu Venus Express din aprilie 2006, când a început să-l supravegheze pe Venus. Distanța sa minimă față de Pământ este de aproximativ 40 de milioane de km.
La ecuatorul lui Venus este un strat de turbulentflux de aer care se netezește la latitudini mai înalte, notează Fred Taylor, fizician la Universitatea din Oxford și om de știință interdisciplinar care a participat la misiunea Venus Express. Viteza vântului în atmosfera superioară este mult mai mare decât pe Pământ, în parte datorită rotației lente a lui Venus. Există, de asemenea, dovezi ale curenților de aer vortex lățimi de mii de kilometri la ambii poli. Sunt similare cu cele care apar peste polii Pământului în lunile de iarnă.
Vânturi solare (rafale de ioni din exteriorAtmosfera Soarelui, capabilă să rupă moleculele pe care le întâlnesc) aspiră particulele din atmosfera lui Venus, le descurcă atomii și le scuipă în spațiu. Particulele din atmosfera Pământului sunt în mare măsură protejate de vânturile solare de un câmp magnetic puternic, ceea ce îi lipsește lui Venus. Oamenii de știință au observat particule luminoase încărcate - ioni de hidrogen și heliu - părăsind atmosfera planetei. Dar cercetătorii au fost surprinși să descopere că a fost eliberat și oxigen.
„Venus este foarte, foarte uscat”, subliniază DavidGrinspoon, astrobiolog la Muzeul Naturii și Științei din Denver. El adaugă că toată apa din atmosfera ei ar avea puțin peste 2,5 cm adâncime dacă ar fi pe suprafața planetei. Cu toate acestea, analiza apei care iese din atmosfera lui Venus arată că mulți ioni de hidrogen sunt de fapt un izotop stabil de deuteriu, care constă dintr-un proton și un neutron (nu doar un proton) în nucleul său. „Cantitatea de deuteriu este o cheie importantă pentru a înțelege cât de multă apă s-a pierdut de-a lungul timpului”, spune Grinspoon. Cercetătorii estimează că Venus a pierdut cel puțin un ocean de apă de la formarea sa, pe baza particulelor de deuteriu suflate de vântul solar.
„Aceste diferențe nu se datorează doar faptului că Venuseste mai aproape de Soare, explică Fred Taylor. - Acum știm că absența unui câmp magnetic de protecție și a diferitelor viteze de rotație ale planetelor joacă, de asemenea, un rol în asigurarea vitezei mari a multor procese atmosferice de pe Venus pe care le observăm pe Pământ. Noile date ne permit să construim un scenariu în care Venus a început în același mod ca și Pământul - posibil incluzând mediul locuibil, cu miliarde de ani în urmă - și apoi a evoluat către starea pe care o vedem acum.
Unde poate locui viața pe Venus?
Timp de zeci de ani, Venus a fost datVerdict: Este un iad toxic, supraîncălzit și zdrobitor, unde nimic nu poate supraviețui. Dar din ce în ce mai mult, oamenii de știință aruncă o nouă privire asupra celui mai apropiat vecin planetar al lor – sau cel puțin asupra norilor săi.
Cercetări recente explică modul în care microbianulviața ar putea supraviețui în cuplurile venusiene. Dacă noua ipoteză este confirmată vreodată, ar putea determina oamenii de știință să reevalueze cum și unde căutăm viața în univers.
Deși suprafața lui Venus este supusă dureriipresiunea și temperatura, unele straturi ale atmosferei sale sunt destul de bune. Pe lângă Pământ, atmosfera lui Venus este cel mai locuibil loc din sistemul solar, deoarece presiunea și temperatura sa sunt în intervalul cu care suntem familiarizați. Cu toate acestea, oamenii nu ar avea aer respirabil. Problema acidului sulfuric din atmosferă, care corodează sistemul respirator și alte organe vitale, nu dispare.
Conceptul artistic al vulcanilor activi de peVenus, reprezentând o zonă de subducție în care scoarța din prim-plan se aruncă în interiorul planetei într-o tranșee topografică. Credit de imagine: NASA / JPL-Caltech / Peter Rubin
În ciuda condițiilor dure, oamenii de știință întreabăîntrebarea este, ar putea unii microbi aproape invizibili să fie la marginea uneia dintre cele mai nepotrivite lumi pe care le cunoaștem? Organismele rezistente precum tardigradele pot supraviețui radiațiilor, temperaturilor extreme, foametei, deshidratării și chiar vidului spațiului. Poate au rude pe Venus?
Carl Sagan s-a gândit la viața în norii lui Venusîn 1967 și cu doar câțiva ani în urmă, cercetătorii au sugerat că fenomenele anormale ciudate observate atunci când se observă planeta în lumină ultravioletă ar putea fi explicate prin ceva precum alge sau bacterii din atmosfera sa.
Cercetări publicate în revistăAstrobiologia, astronomul principal Sarah Seeger de la MIT, oferă o variație a modului în care ar putea arăta ciclul de viață din Venus. Seeger a fost un lider al secolului 21 în căutarea de exoplanete, biosemnături și lumi similare cu ale noastre. În prezent, este directorul adjunct al științei pentru misiunea NASA de tranzit exoplanetă (cunoscută și sub numele de TESS).
Seeger și colegii ei sugerează că cel mai multmodalitatea probabilă de supraviețuire a microbilor peste Venus este sub formă de picături de lichid. Dar astfel de picături nu rămân la locul lor, ca ploaia. În cele din urmă, devin atât de mari încât gravitația preia. În cazul lui Venus, aceasta ar însemna că picăturile care conțin forme minuscule de viață cad în straturile inferioare mai calde ale atmosferei planetei, unde se usucă inevitabil.
„Singura modalitate de a supraviețui la nesfârșitEste un ciclu de viață care implică uscarea vieții microbiene pe măsură ce picăturile de lichid se evaporă în timpul sedimentării. În același timp, mici „spori” uscați opresc și populează parțial atmosfera lui Venus, stratul său stagnant inferior de ceață ”, explică autorii studiului.
Acești spori uscați vor intra într-un fel de fază de hibernare, similară cu ceea ce pot face tardigradele și vor fi în cele din urmă ridicați în atmosferă și rehidratați, continuând ciclul de viață.
Totuși, aceasta este doar o teorie.Cu toate acestea, NASA se gândește chiar să lanseze misiunea Veritas încă din 2026, pentru a orbita Venus pentru a-și studia norii. În curând ar putea apărea noi date de la Venus și posibil noi descoperiri. Prognoza pentru planetă rămâne, așa cum este de ceva vreme, tulbure.
Cum a planificat NASA să populeze Venus?
O serie de agenții, inclusiv, desigur, NASA,concentrează eforturile de explorare a sistemului solar de pe Marte. La prima vedere, însă, Marte nu pare cel mai bun candidat. Venus este mult mai aproape - la o distanță de 38 milioane până la 261 milioane km comparativ cu Marte la o distanță de 56-401 milioane km. După cum sa menționat deja, acesta este cel mai apropiat vecin al Pământului.
Venus este, de asemenea, comparabil ca dimensiune cu Pământul - raza sa este de 6.052 km, iar Pământul este de 6.371 km. În plus, cele două planete au densitate și compoziție chimică similare.
Dar orice altceva o face practicinvizibil cercetării. Deși sondele au fost trimise la suprafața planetei, acestea au durat cel mult două ore înainte ca condițiile de pe suprafața lui Venus să le distrugă. Aceste condiții includ presiunea atmosferică, de 92 de ori mai mare decât Pământul; temperatura medie 462 grade Celsius; activitate vulcanică extremă; o atmosferă extrem de densă compusă în principal din dioxid de carbon cu o cantitate mică de azot; și un strat tulbure de acid sulfuric.
În general, Venus nu este cel mai bun loc pentru colonizare. Cu toate acestea, NASA crede că au o soluție care îi va trimite pe oameni să exploreze planeta - un oraș nor.
Concept operațional de Venus la mare altitudine(High Altitude Venus Operational Concept) - HAVOC - este o navă spațială concept dezvoltată de echipa Office Analysis and Concepts Systems de la Centrul de cercetare Langley al NASA pentru a explora Venus. Această rachetă mai ușoară decât aerul va fi proiectată să rămână deasupra norilor acizi timp de aproximativ 30 de zile, permițând unui grup de astronauți să colecteze date despre atmosfera planetei.
În timp ce suprafața lui Venus poatepentru a distruge o persoană, condițiile de deasupra norilor ei la o altitudine de aproximativ 50 km sunt similare cu cele de pe Pământ atunci când vine vorba de creștere. Presiunea atmosferică a lui Venus este comparabilă cu cea a Pământului, în timp ce gravitația este doar puțin mai mică. Temperatura este de aproximativ 75 de grade Celsius, care este mai mare decât o temperatură confortabilă, dar această temperatură poate fi controlată. În cele din urmă, atmosfera la această altitudine oferă protecție împotriva radiațiilor solare.
Misiunea trebuia să înceapă cu o lansareo sondă robotizată către Venus pentru verificări și cercetări inițiale. După primirea acestor date, misiunea cu echipaj poate petrece 30 de zile navigând peste planetă; care va fi urmată de misiuni în care echipe de doi astronauți vor petrece câte un an fiecare. Scopul final este prezența umană constantă în orașul nor zburător.
Orașul a fost planificat să fie creat folosindtehnologii existente sau aproape existente. Dacă misiunea ar avea succes, ar putea fi începutul populației colonizării universului în afara Pământului.
NASA a planificat, de asemenea, să creeze condițiile lui Venus pe Pământ - un document corespunzător a fost deja pregătit, care descrie capacitățile și posibilitățile actuale de a efectua doar astfel de teste.
„Venus în sine are valoare ca punctdestinație pentru explorare și colonizare, dar completează și planurile actuale pentru Marte ”, a spus Chris Jones de la Langley Research Center. După cum asigură oamenii de știință, dacă Venus ar fi studiat pentru prima dată, omenirea ar avea un avantaj mai mare față de misiunea pe Marte la scară umană.
Din păcate, proiectul este în prezent în arhivă. Când oamenii de știință vor putea reveni la el, nu se știe. Cu toate acestea, NASA ne-a oferit ocazia să vedem cum ar arăta explorarea lui Venus.
Ar fi putut Venus să fi fost locuibilă în trecut?
Conform simulărilor pe computer ale vechiuluiPotrivit oamenilor de știință de la Goddard Institute for Space Research (GISS) al NASA din New York, Venus ar fi putut avea un ocean superficial de apă lichidă și temperaturi de suprafață locuibile timp de până la 2 miliarde de ani din istoria sa timpurie.
Observațiile arată că în trecutul îndepărtat peVenus ar putea avea oceane de apă. Un model similar pământ-ocean, ca cel de mai sus, a fost folosit într-un model climatic pentru a arăta cum norii de tunete ar fi putut proteja Venusul antic de lumina puternică a soarelui și ar putea face planeta locuibilă.
NASA
Rezultatele, publicate în Geophysical Research Letters, au fost obținute folosind un model similar cu cel folosit pentru a prezice schimbările climatice viitoare pe Pământ.
„Multe dintre instrumentele pe care le folosimpentru a modela schimbările climatice de pe Pământ, poate fi adaptat pentru a studia clima altor planete, atât din trecut, cât și din prezent, explică Michael Way, cercetător GISS și autor principal al lucrării. „Aceste rezultate sugerează că Venus antică ar fi putut fi un loc foarte diferit decât este astăzi.”
Oamenii de știință au sugerat mult timp că Venusformat din componente similare celor de pe pământ, dar a urmat o cale evolutivă diferită. Măsurătorile luate de misiunea pionieră a NASA în Venus în anii 1980 au sugerat pentru prima dată că planeta ar fi putut fi inițial un ocean. Cu toate acestea, Venus este mai aproape de Soare decât de Pământ și primește mult mai multă lumină, energie și radiații. Drept urmare, oceanul timpuriu al planetei s-a evaporat, moleculele de vapori de apă au fost distruse de radiațiile ultraviolete și hidrogenul a zburat în spațiu. Fără apă rămasă la suprafață, dioxidul de carbon se acumulează în atmosferă, ducând la efectul de seră care a creat condițiile actuale.
Cercetările anterioare au arătat că cumrapid planeta se rotește pe axa sa, afectează dacă are un climat potrivit pentru viață. O zi pe Venus este egală cu 117 zile de pe Pământ. Până nu demult, se presupunea că pentru ca planeta să aibă viteza de rotație lentă de astăzi, era necesară o atmosferă densă, similară cu cea a lui Venus modern. Cu toate acestea, studii mai noi au arătat că o atmosferă subțire similară cu cea a Pământului modern ar fi putut produce același rezultat. Aceasta înseamnă că Venusul antic cu o atmosferă terestră ar fi putut avea aceeași viteză de rotație ca și astăzi.
Un alt factor care influențează clima planetei esteaceasta este topografia. Echipa GISS a postulat că există mai mult teren pe Venusul antic decât pe Pământ, în special la tropice. Acest lucru limitează cantitatea de apă evaporată din oceane și, ca rezultat, efectul de seră al vaporilor de apă. Acest tip de suprafață pare a fi ideal pentru locuirea planetară; se pare că a fost suficientă apă pentru a susține o abundență de viață și un teren suficient pentru a desensibiliza planeta la schimbările asociate cu lumina soarelui.
Way și colegii săi de la GISS simulează condițiiipotetic Venus timpuriu cu o atmosferă similară cu cea a Pământului, cu o zi egală cu ziua curentă a lui Venus și un ocean de mică adâncime, conform datelor timpurii ale navei spațiale Pioneer. Cercetătorii au adăugat informații despre topografia lui Venus din măsurătorile radar luate de misiunea Magellan a NASA în anii 1990 și au umplut zonele joase cu apă, lăsând regiunile muntoase goale, precum continentele Venusului. Studiul a luat în considerare și soarele antic, care era cu 30% mai slab. În ciuda acestui fapt, Venusul antic a primit încă cu 40% mai multă lumină solară decât Pământul în prezent.
Studiul a fost realizat ca parte a programului NASAAstrobiologia științei planetare ca parte a programului Nexus for Exoplanet System Science (NExSS), care își propune să accelereze căutarea vieții pe planete care orbitează alte stele, sau exoplanete, prin combinarea ideilor din domeniile astrofizicii. planetologie, heliofizică și științe ale pământului. Descoperirile sunt de relevanță directă pentru viitoarele misiuni NASA, cum ar fi satelitul exoplanetă în tranzit și telescopul spațial James Webb, care vor încerca să localizeze posibile planete locuibile și să le caracterizeze atmosferele.
Viitoare misiuni în Venus
Cum fac aceste „planete surori” – Pământul șiVenus - a evoluat atât de diferit a fost o întrebare științifică arzătoare de zeci de ani, iar o misiune propusă numită VERITAS își propune să ofere răspunsuri prin transformarea înțelegerii noastre despre geodinamica internă care a modelat planeta. Misiunea ar putea oferi o perspectivă asupra evoluției propriei noastre planete și chiar ne-ar ajuta să înțelegem mai bine planetele stâncoase care orbitează.alțiistele
VERITAS este luat în considerare pentru selecție în cadrulProgramul de descoperire NASA și va fi operat de Laboratorul de propulsie cu jet al NASA din sudul Californiei. Printre partenerii proiectului se numără Lockheed Martin, Agenția Spațială Italiană, Agenția Spațială Germană și Agenția Spațială Franceză.
„Venus este ca un dar cosmic ca rezultataccidente, a declarat Suzanne Smrekar, investigator principal VERITAS la JPL. „Aveți aceste două corpuri planetare - Pământul și Venus, care au început aproape la fel, dar au trecut prin două căi evolutive complet diferite, dar nu știm de ce”.
Cea mai recentă misiune de a explora suprafața planetei,Sonda spațială Magellan a NASA, finalizată în 1994. Deși a oferit câteva indicii despre geologia Venusului, instrumentele nu au putut furniza informații fiabile despre originea multor caracteristici ale suprafeței planetei.
Propus pentru lansare în 2026, VERITAS o va facerotiți-vă în jurul planetei și observați prin nori umbriți folosind un puternic sistem radar modern pentru a crea hărți globale 3D și un spectrometru în domeniul infraroșu apropiat pentru a afla din ce este făcută suprafața. De asemenea, ar măsura câmpul gravitațional al planetei pentru a determina structura interiorului lui Venus. Împreună, aceste instrumente pot oferi indicii despre procesele geologice trecute și prezente ale planetei, de la miezul ei la suprafață.
Citește și
Vaccinul rusesc împotriva COVID-19 a intrat în circulația civilă, dar există multe plângeri cu privire la acesta
În ziua a 3-a de boală, majoritatea pacienților cu COVID-19 își pierd simțul mirosului și suferă adesea de un nas curgător
Oamenii de știință au aflat de ce copiii sunt cei mai periculoși purtători de COVID-19