Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Hvorfor vi skal tilbage til Venus

Den 5.-6. juni, 2012, NASAs Solar Dynamics Observatory indsamlede billeder af en af ​​de sjældneste forudsigelige solbegivenheder:Venus' transit hen over Solens overflade. Kredit:NASA/SDO, AIA

Lige ved siden af, kosmologisk set, er en planet næsten nøjagtig som Jorden. Det er omtrent samme størrelse, er lavet af omtrent det samme stof og dannet omkring den samme stjerne.

Til en fremmed astronom lysår væk, observere solsystemet gennem et teleskop, det ville næsten ikke kunne skelnes fra vores egen planet. Men at kende overfladeforholdene på Venus - temperaturen i en selvrensende ovn, og en atmosfære mættet med kuldioxid med svovlsyreskyer – er at vide, at den er alt andet end jordlignende.

Så hvordan kan det være, at to planeter er så ens i position, dannelse og sammensætning kan ende så forskelligt? Det er et spørgsmål, der optager et stadigt voksende antal planetariske videnskabsmænd, og motiverer adskillige foreslåede Venus-udforskningsbestræbelser. Hvis videnskabsmænd kan forstå, hvorfor Venus blev som den gjorde, vi får en bedre forståelse af, om en jordlignende planet er reglen – eller undtagelsen.

Jeg er en planetarisk videnskabsmand, og jeg er fascineret af, hvordan andre verdener blev til. Jeg er især interesseret i Venus, fordi det giver os et glimt af en verden, der engang måske ikke var så anderledes end vores egen.

En gang blå Venus?

Den nuværende videnskabelige opfattelse af Venus hævder, at på et eller andet tidspunkt i fortiden, planeten havde meget mere vand, end dens knogletørre atmosfære antyder i dag – måske endda oceaner. Men efterhånden som solen blev varmere og lysere (en naturlig konsekvens af aldring), overfladetemperaturer steg på Venus, til sidst fordamper alle oceaner og have.

Venus' overflade som set i disse genbearbejdede perspektivbillede panoramaer fra den sovjetiske Venera 13-lander. Kredit:Don P. Mitchell, CC BY-SA

Med stadig mere vanddamp i atmosfæren, planeten gik ind i en løbsk drivhustilstand, hvorfra den ikke kunne komme sig. Om pladetektonik i jordstil (hvor det ydre lag af planeten er opdelt i store, mobile stykker) nogensinde opereret på Venus er ukendt. Vand er afgørende for pladetektonikken til at fungere, og en løbsk drivhuseffekt ville effektivt lukke den proces ned, hvis den havde fungeret der.

Men afslutningen på pladetektonikken ville ikke have betydet enden på geologisk aktivitet:Planetens betydelige indre varme fortsatte med at producere magma, som væltede ud som voluminøse lavastrømme og genopstod det meste af planeten. Ja, den gennemsnitlige overfladealder på Venus er omkring 700 millioner år - meget gammel, sikkert, men meget yngre end de mange milliarder år gamle overflader på Mars, Merkur eller månen.

Udforskningen af ​​Planet 2

Venus-som-en-våd-verdensynet er blot en hypotese:Planetforskere ved ikke, hvad der fik Venus til at adskille sig så meget fra Jorden, heller ikke selvom de to planeter virkelig startede med de samme forhold. Mennesker ved mindre om Venus, end vi gør om de andre planeter i det indre solsystem, hovedsagelig fordi planeten stiller flere unikke udfordringer til sin udforskning.

En kunstners indtryk af, hvordan en tidligere vandrig Venus kan have set ud. Kredit:Daein Ballard, CC BY-SA

For eksempel, radar er nødvendig for at gennembore det uigennemsigtige, svovlsyre skyer og se overfladen. Det er meget vanskeligere end de let synlige overflader på Månen eller Merkur. Og den høje overfladetemperatur - 470 grader Celsius (880 grader Fahrenheit) - betyder, at konventionel elektronik ikke holder mere end et par timer. Det er langt fra Mars, hvor rovere kan operere i mere end et årti. Dels på grund af varmen, surhed og sløret overflade, derefter, Venus har ikke haft et vedvarende udforskningsprogram i løbet af de sidste par årtier.

Det sagt, der har været to dedikerede Venus-missioner i det 21. århundrede:Den Europæiske Rumorganisations Venus Express, som fungerede fra 2006 til 2014, og Japan Aerospace Exploration Agency's Akatsuki-rumfartøj i øjeblikket i kredsløb.

Mennesker har ikke altid ignoreret Venus. Det var engang planetarisk udforsknings elskede:mellem 1960'erne og 1980'erne, omkring 35 missioner blev sendt til den anden planet. NASA Mariner 2-missionen var det første rumfartøj, der med succes gennemførte et planetarisk møde, da det fløj forbi Venus i 1962. De første billeder, der blev returneret fra overfladen af ​​en anden verden, blev sendt fra den sovjetiske Venera 9-lander, efter den landede i 1975. Og Venera 13-landeren var det første rumfartøj, der returnerede lyde fra overfladen af ​​en anden verden. Men den sidste mission, NASA lancerede til Venus, var Magellan i 1989. Det rumfartøj afbildede næsten hele overfladen med radar før dets planlagte død i planetens atmosfære i 1994.

Lys med synlig bølgelængde er ikke i stand til at trænge igennem det tykke skylag på Venus. I stedet, radar er påkrævet for at se overfladen fra rummet. Dette er en global radar billedmosaik af planeten, kompileret med data returneret af Magellan-missionen. Kredit:SSV/MIPL/MAGELLAN TEAM/NASA

Tilbage til Venus?

I de sidste par år, flere NASA Venus-missioner er blevet foreslået. Den seneste planetariske mission, som NASA valgte, er et atomdrevet fartøj kaldet Dragonfly, bestemt til Saturns måne Titan. Imidlertid, et forslag til at måle sammensætningen af ​​Venus-overfladen blev udvalgt til yderligere teknologiudvikling.

Andre missioner, der overvejes, omfatter en af ​​ESA for at kortlægge overfladen i høj opløsning, og en russisk plan om at bygge videre på sin arv som det eneste land, der med succes har sat en lander på Venus' overflade.

Cirka 30 år efter, at NASA satte kursen mod vores helvedes nabo, fremtiden for Venus-udforskning ser lovende ud. Men en enkelt mission – en radarbane eller endda en lander med lang levetid – vil ikke løse alle de udestående mysterier.

Magellan-missionen blev søsat fra Atlantis' lastrum den 4. maj, 1982. Rumfartøjets high gain-antenne er synlig øverst på billedet. Kredit:NASA

Hellere, et vedvarende udforskningsprogram er nødvendigt for at bringe vores viden om Venus derhen, hvor vi forstår det såvel som Mars eller Månen. Det vil tage tid og penge, men jeg tror det er det værd. Hvis vi kan forstå hvorfor og hvornår Venus blev som den er, vi vil have en bedre forståelse af, hvordan en verden på størrelse med Jorden kan udvikle sig, når den er tæt på sin stjerne. Og, under en altid lysende sol, Venus kan endda hjælpe os med at forstå Jordens skæbne.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.