VERITAS:udforske de dybe sandheder om Venus

Forestil dig Jorden. Fyld nu himlen med tykke, solskjulende skyer af svovlsyre; kog havet af ved at skrue op for temperaturen til 900 grader Fahrenheit (næsten 500 grader Celsius), og øge lufttrykket højt nok til at flade dig som en pandekage. Det du nu har er Venus, en klippeplanet af samme størrelse som Jorden, men forskellig på næsten alle andre måder.

Hvordan disse "søsterplaneter" udviklede sig så forskelligt, har været et brændende videnskabeligt spørgsmål i årtier, og en foreslået mission kaldet VERITAS søger at give svar ved at transformere vores forståelse af den interne geodynamik, der formede planeten. Missionen kunne give indsigt i vores egen planets udvikling og endda hjælpe os med bedre at forstå klippeplaneter, der kredser om andre stjerner.

Forkortelse for Venus Emissivity, Radiovidenskab, InSAR, Topografi og spektroskopi, VERITAS overvejes til udvælgelse under NASAs Discovery Program og vil blive styret af NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. Projektets partnere omfatter Lockheed Martin, den italienske rumfartsorganisation, den tyske rumfartsorganisation, og den franske rumfartsorganisation.

"Venus er som denne kosmiske gave af en ulykke, " sagde Suzanne Smrekar, hovedefterforsker af VERITAS ved JPL. "Du har disse to planetariske legemer - Jorden og Venus - der startede næsten det samme, men er gået ad to helt forskellige evolutionære veje, men vi ved ikke hvorfor."

Den sidste mission for at studere planetens overflade, NASAs Magellan-rumfartøj, sluttede i 1994. Mens det gav fristende spor om Venus' geologi, instrumenteringen kunne ikke give sikkerhed med hensyn til oprindelsen af ​​mange af planetens overfladetræk.

Foreslået til lancering i 2026, VERITAS ville kredse om planeten og kigge gennem de tilslørende skyer med et kraftfuldt avanceret radarsystem for at skabe 3-D globale kort og et nær-infrarødt spektrometer for at finde ud af, hvad overfladen er lavet af. Det ville også måle planetens gravitationsfelt for at bestemme strukturen af ​​Venus' indre. Sammen, instrumenterne ville give fingerpeg om planetens tidligere og nuværende geologiske processer, fra dens kerne til dens overflade.

Et vindue ind i den tidlige jord

Her på jorden, den stive skorpe, der omslutter planeten, er brudt op i et puslespil af tektoniske plader på toppen af ​​kappen. Konvektion i kappen hjælper med at drive bevægelse af overfladepladerne. Når nogle plader falder ned i det indre - en proces kendt som subduktion - smelter de, og vulkansk udgasning frigiver flygtige stoffer (såsom vand, nitrogen, carbondioxid, og metan) ud i atmosfæren.

Lær mere om de geologiske processer på Venus - hvor den varme skorpe er en god analogi til den tidlige Jords, da pladerne lige var begyndt at dannes – kunne give et værdifuldt indblik i, hvordan disse processer begyndte på Jorden.

"Det største mysterium for mig er omfanget af deformationsstrukturer på Venus" - områder af sten på overfladen, der har bøjet sig under et enormt geologisk tryk - "der kunne studeres for at forstå naturen af ​​tektonisk aktivitet på planeten, " sagde videnskabsteammedlem Joann Stock, en professor i geologi og geofysik ved Caltechs seismologiske laboratorium i Pasadena.

Fremstilling af topografiske 3D-kort i høj opløsning VERITAS ville bringe fokus på strukturer, der tidligere har været for små til at løse, tilføjet Lager. Disse strukturer kunne omfatte hævet topografi på begge sider af forkastninger, ligesom San Andreas-fejlen, som er en indikator for større tektonisk aktivitet. VERITAS ville også lede efter aktiv overfladeforkastning ved at bruge noget, der kaldes interferometriske deformationskort for første gang ud over Jorden.

Ud over, VERITAS ville studere store deformationsstrukturer kaldet tessera. Disse plateau-lignende træk kan være analoge med Jordens kontinenter. En førende teori er, at Jordens kontinenter blev dannet, da jernrig oceanisk skorpe subducerede og smeltede i nærvær af vand, producerer store mængder af nye, mindre jernrig kontinental skorpe, der hævede sig over havet.

For at afgøre, om Venus' tessera-plateauer blev dannet på samme måde som Jordens kontinenter, VERITAS ville konstruere de første globale multispektrale kort over Venus' overfladesammensætning. Hvis deres sammensætning minder om kontinental skorpe, vi ville også få information om Venus' vådere fortid.

En vulkansk verden

På jorden, pladetektonik og vulkanisme går hånd i hånd. Men hvad med på Venus?

"At afgøre, om Venus aktivt gennemgår vulkansk aktivitet, og at forstå, hvilken proces der driver den, er et af de virkelig spændende spørgsmål, jeg ville elske at se besvaret, " sagde planetforsker Jennifer Whitten, et VERITAS videnskabsteammedlem ved Tulane University i New Orleans.

Ved hjælp af sit spektrometer, VERITAS ville bestemme, hvilke sten der for nylig er dannet fra udbrud af magma, før interaktioner med atmosfæren har haft tid til at ændre deres kemiske sammensætning. Ud over, spektrometeret ville søge efter hotspots fra aktive udbrud, mens radarinstrumentet søgte efter aktiv fejl, en indikation af tektonisk aktivitet.

Ved at lære Venus' vulkaner at kende og de geofysiske processer, der forårsager dem, videnskabsmænd kunne også måle deres indvirkning på planetens klima og, måske, svar på et andet nøglespørgsmål:Indeholder planetens indre stadig store mængder vand, ligesom Jordens gør?

Gør planeterne beboelige

Pladetektonik og vulkanisme påvirker ikke kun, hvordan en planet tager form; de er tæt knyttet til en planets beboelighed. Pladetektonikken påvirker i høj grad Jordens langsigtede klima ved at påvirke de processer, der holder atmosfæren i balance:vulkanisme, som frigiver flygtige stoffer til atmosfæren, og subduktion, som genbruger flygtige stoffer tilbage til interiøret. Også, dannelsen og erosionen af ​​Jordens kontinenter har stor indflydelse på sammensætningen af ​​havene og atmosfæren. Sammen, disse processer giver næringsstofferne og et beboeligt klima, så livet kan trives.

Men hvad er den sarte geodynamiske balance, der i sidste ende gør en planet beboelig? I betragtning af opdagelsen af ​​tusindvis af exoplaneter, der kredser om andre stjerner end vores sol, svaret kunne informere vores forståelse af deres natur.

"For at afsløre Venus mysterier er vi nødt til at se under motorhjelmen på Venus' indre; det er motoren for global geologisk og atmosfærisk evolution, " sagde Smrekar. "Er Venus og Jorden fundamentalt unikke verdener? Eller er forskellene mellem disse 'tvillinger' kun kosmetiske? At besvare dette spørgsmål er nøglen til at forstå, hvad der gør andre klippeplaneter beboelige og, ultimativt, komme frem med livet."