science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Venus:het probleem om mensen daarheen te sturen

Krediet:NASA/JPL

Venus, vaak de "boze tweeling"-planeet van de aarde genoemd, vormde zich dichter bij de zon en is sindsdien heel anders geëvolueerd dan onze eigen planeet. Het heeft een "op hol geslagen" broeikaseffect (wat betekent dat de warmte volledig wordt vastgehouden), een dikke koolstofdioxide-rijke atmosfeer, geen magnetisch veld en een oppervlak dat heet genoeg is om lood te smelten.

Verschillende onbemande wetenschappelijke missies zullen onderzoeken hoe en waarom dat gebeurde in het volgende decennium. Maar nu willen sommige wetenschappers daar ook een bemande missie naartoe sturen voor een flyby. Is dat een goed idee?

Met een iets kleinere diameter dan de aarde draait Venus dichter bij de zon. Dit betekent dat al het water op het oppervlak kort na de vorming ervan zou zijn verdampt, waardoor het broeikaseffect zou beginnen. Vroege en aanhoudende vulkaanuitbarstingen creëerden lavavlaktes en verhoogde de koolstofdioxide in de atmosfeer - het op hol geslagen broeikaseffect, dat de temperatuur verhoogde van net iets hoger dan die van de aarde tot de huidige hoge waarde van 475 ° C.

Hoewel het Venusjaar korter is dan het onze (225 dagen), is de rotatie erg traag (243 dagen) en "retrograde" - omgekeerd naar de aarde. De langzame rotatie houdt verband met een gebrek aan magnetisch veld, wat resulteert in een voortdurend verlies van atmosfeer. De atmosfeer van Venus "superroteert" sneller dan de planeet zelf. Afbeeldingen van veel missies tonen V-vormige wolkenpatronen, samengesteld uit zwavelzuurdruppels.

Ondanks de barre omstandigheden hebben sommige wetenschappers gespeculeerd dat de wolken van Venus op sommige hoogten bewoonbare omstandigheden kunnen herbergen. Recente metingen die blijkbaar fosfine laten zien - een potentieel teken van leven omdat het continu wordt geproduceerd door microben op aarde - in de wolken van Venus zijn hevig gedebatteerd. Het is duidelijk dat we meer metingen en onderzoek nodig hebben om erachter te komen waar het vandaan komt.

Toekomstige missies

Wat we tot nu toe over Venus weten, is verzameld uit verschillende eerdere sondes. In 1970-1982 waren de Sovjet Venera 7-14-sondes bijvoorbeeld in staat om op het harde oppervlak van Venus te landen, tot twee uur te overleven en afbeeldingen en gegevens terug te sturen. Maar er zijn resterende vragen over hoe Venus zo anders evolueerde dan de aarde, die ook relevant zijn om te begrijpen welke planeten die om andere sterren draaien mogelijk leven herbergen.

Het volgende decennium belooft een groot succes te worden voor Venus-wetenschappers. In 2021 selecteerde NASA twee missies, Veritas en DaVinci+, die in 2028–30 gelanceerd zullen worden. De European Space Agency selecteerde EnVision voor lancering in de vroege jaren 2030. Dit zijn complementaire, onbemande missies die ons een dieper inzicht zullen geven in de omgeving en evolutie van Venus.

Veritas zal het oppervlak van Venus in kaart brengen om de geologische geschiedenis, rotssamenstelling en het belang van vroeg water te bepalen. DaVinci+ bevat een orbiter en een kleine sonde die door de atmosfeer zullen afdalen en de samenstelling ervan meten, de vorming en evolutie van de planeet bestuderen en bepalen of deze ooit een oceaan heeft gehad. EnVision zal het oppervlak, de ondergrond en de atmosferische sporengassen van de planeet bestuderen. Het zal radar gebruiken om het oppervlak in kaart te brengen met een betere resolutie dan ooit tevoren.

India plant ook een onbemande missie, Shukrayaan-1, en Rusland heeft Venera-D voorgesteld.

Kraters op Venus gezien door de Magellan-sonde van Venus Nasa. Krediet:NASA/JPL

Hebben we bemande flyby's nodig?

Het idee van een bemande flyby van Venus werd eind jaren zestig gesuggereerd en omvatte het gebruik van een Apollo-capsule om mensen rond de planeet te vliegen. Maar dit idee eindigde toen Apollo klaar was. Nu hebben het Artemis-project om rond de maan te vliegen en andere ideeën over bemande missies ertoe geleid dat het idee opnieuw naar voren is gebracht, meest recentelijk in tijdschriftartikelen en tijdens een recente bijeenkomst van de International Astronautical Federation, een belangenorganisatie, in september 2022

Het idee zou zijn om met een bemand ruimtevaartuig rond Venus te vliegen en terug te keren naar de aarde. Dit zou wetenschappers in staat stellen om deep-space-technieken te testen, zoals het uitvoeren van een bemande missie met aanzienlijke vertragingen bij het communiceren met de aarde. Het zou ons daarom kunnen voorbereiden op een complexere, bemande missie naar Mars. De bemanning zou echter geen landing of daadwerkelijk atmosfeeronderzoek doen op Venus - de omstandigheden zijn veel te zwaar.

De onderzoekers die dit idee steunen, beweren dat je de zwaartekracht van Venus ook zou kunnen gebruiken om de koers van het ruimtevaartuig naar Mars te veranderen, wat tijd en energie zou kunnen besparen in vergelijking met rechtstreeks van de aarde naar Mars gaan. Dat komt omdat voor de laatste optie de banen van de twee planeten op één lijn moeten worden gebracht, wat betekent dat je zowel op de heen- als de terugweg op het juiste moment moet wachten. Omdat een bemande missie naar Mars echter zeer complex zou zijn, zou een rechtstreekse vlucht van de aarde naar Mars de ontwerpen eenvoudiger houden.

Door mensen naar een planeet te sturen die mogelijk levende organismen herbergt, wordt het ook niet gemakkelijker om ze te vinden. Het is riskant - we kunnen uiteindelijk de atmosfeer besmetten voordat we enig leven ontdekken. De beste manier om naar biochemische tekenen van leven te zoeken is met niet-bemande sondes. Er zouden ook aanzienlijke thermische uitdagingen en hogere straling van zonnevlammen zijn als gevolg van een grotere nabijheid van de zon.

En helaas, met een flyby-missie als deze, zou er maar een paar uur aan data mogelijk zijn over de inkomende en uitgaande trajecten. Het zou een zeer dure onderneming zijn, die ongetwijfeld verbazingwekkende beelden en nuttige aanvullende gegevens zou opleveren. Dit zou echter weinig toevoegen aan de gedetailleerde en veel langere op maat gemaakte onderzoeken die momenteel zijn gepland. Daarom acht ik de kans op een bemande missie naar Venus zeer onwaarschijnlijk.

Er zijn ook conceptuele, meer vergezochte studies geweest, waaronder het sturen van bemande luchtschepen om in de atmosfeer van Venus te zweven, in plaats van gewoon voorbij te vliegen. Dit is een leuk idee, dat misschien meer wetenschap oplevert dan een flyby, maar het blijft voorlopig een afstandelijk en onrealistisch concept.

Op dit moment voeren we alleen bemande verkenningen uit in een lage baan om de aarde. Het Artemis-project heeft echter tot doel mensen rond de maan te vliegen en een station, Gateway genaamd, in een baan om de maan te bouwen. Dit is ontworpen om wetenschappelijk onderzoek te doen, bemande landingen op de maan mogelijk te maken en van cruciaal belang om technieken in de diepe ruimte te testen, zoals tanken en werken in een afgelegen omgeving, die ons op de lange termijn zou kunnen helpen om naar Mars te gaan zonder training bij Venus. + Verder verkennen

NASA kiest Venus als hotspot voor twee nieuwe robotmissies

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.