НАУЧНЫЕ СТАТЬИ
Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы!
Исследование Солнечной Системы - Научные Статьи
Планета Венера
Космос и астрономия: "сестра по соседству"


    Панорама искажена и слишком замкнута, пасмурная погода и мрак. Плоские камни заполняют всю перспективу, все это дополняется заостренными зубцами космического аппарата и лоскутами желтоватого неба. Само изображение как будто говорит, что линзы съемочной аппаратуры запылены. Это снимок был сделан в 1982 году, когда Венера 13, один из многих советских космических аппаратов, совершил посадку в этом адском месте. Четыре качественных панорамы были отправлены назад - это пока что единственные цветные обзоры поверхности, которые имеют на настоящий момент исследователи с Земли. Как утренняя и вечерняя звезда, Венера самая яркая и наиболее прекрасная из планет, но как предмет для науки, она является вечной неудачницей. Космический аппарат Venus Express Европейского Космического Агентства запущенный в 2005 году, является первой миссией к Венере после миссии Magellan NASA, запущенного в 1990 и закончившего свое существование в 1994. Между этими датами основной акцент исследований был перенесен на Марс, миссии к Красной планете запускались каждый год. Планетарная база данных НАСА на настоящий момент содержит 25 ТераБайт данных по Марсу; общее количество данных по Венере с самого начала космической эры для Америки состоит из 400 ГигаБайтов - это всего одна десятая данных полученных от марсоходов Spirit и Opportunity, запущенных в 2003.


    "Венера походила на забытую планету", говорил Hakan Svedhem, один из ученых проекта Venus Express. "Все внимание захватил Марс".
    Есть много различных объяснений такому пренебрежению, но запуск Venus Express показал недостаток информации по Венере. Безудержный парниковый эффект, который испарил океаны планеты, все же очень сильно притягивает внимание ученых. Но исследователей также интересует и поверхность Венеры. Венера, отличается от Марса, но похожа на Землю, сохраняет достаточную высокую внутреннюю температуру, которая поддерживает крупномасштабные планетарные процессы в мантии и коре. Но влияние этих процессов на Венеру и Землю очень различны, частично, возможно, из-за того парникового эффекта и отсутствия океанов.


    Что бы изучить эти вопросы, планетарные ученые хотят в скором времени запустить миссию на поверхность Венеры, для продолжения исследований, которые завершились аппаратами Венера. Ученые достигли рубежа в исследованиях и для получения большей информации требуются не демонстративные полеты и орбитальные миссии. "Мы должны стремиться к более всесторонним миссиям, которые будут способны исследовать глубокую атмосферу и поверхность Венеры на месте" ( David Grinspoon). "Мы больше не можем игнорировать Венеру", сказал директор НАСА. После его слов, в начале месяца было объявлено о подготовке миссии на Венеру, стоимостью более миллиарда долларов. В этой мисси будет не только научная цель, но также будут опробованы новые технологии.
    Кстати, одно из объяснений пренебрежением Венерой, это человеческий фактор - приоритерт НАСА, так как человеческие исследования поверхности Венеры невозможны. Марс - самая вероятная человеческая застава после Луны. К тому же на Марсе больше вероятность найти следы жизни в прошлом планеты.
    "Внеземная жизнь и человеческие исследования будоражат публику. И если это определяет приоритеты для науки, то пусть будет так." - Стив Скуирес (Корнелевский Университет, Нью-Йорк), ведущий ученый миссии роверов на Марсе. "Мы делаем науку с общественными деньгами. Мы должны иметь ввиду, не только наши собственные академические интересы. К тому же Марс как цель для изучения намного проще, ученые исследуют Марс так как они могут это осуществить. Орбитальные аппараты могут нанести на карту его поверхность в разных длинах волн электромагнитного спектра, используя радар, широкий диапазон инфракрасных и видимых длин волн, ультрафиолетовые и гамма лучи. Пока единственная полная карта поверхности Венеры сделана радаром, во время некоторых миссий аппаратов Венера и аппарата Магелан. При этом марсианская наука не ограничена орбитальными аппаратами. Тонкая атмосфера делает замедление и посадку на Марс очень трудным мероприятием, но как только это происходит дальнейшая работа проходит значительно легче, для примера можно взять роверы Spirit и Opportunity, которые исследуют планету уже годы. Для инженеров намного проще проектировать приборы для марсианских миссий, горячий жар Венеры это не позволяет.
    Это не остановило Кевина Бэйнеса. "Я пробовал с 1992 вернуть Америку к Венере," говорит Кевин, планетарный ученый из Лаборатории Реактивного движения в Пасадене, Калифорния. Он получил самое большое число отклоненных в НАСА заявок на миссии к Венере. Его предложения в 1990х включали инфракрасный блок формирования изображений, который нанес бы поверхность Венеры на карту в ночное время, используя спектральные промежутки в атмосферных образованиях. Эту методику сейчас использует Venus Express для обнаружения свидетельств современного вулканизма. Нахождение активных извержений могло бы разжечь интерес, и одновременно объяснить химическую структуру атмосферы. Но пока, что Venus Express не нашел ни каких горячих вулканических точек, и инструмент, который как предполагалось, должен был определять местонахождение серы, появляющейся от вулканов, не передал на Землю полезной информации.
    Интересным решением была посылка на Венеру атмосферных шаров-зондов Советским Союзом еще 20 лет назад (миссия Vega). Для Марса эта миссия неприемлема, так как там атмосфера очень недружелюбна и не позволила бы лениво плыть с места на место. Толстая атмосфера Венеры является идеальной. Воздушный шар в 55 километровой атмосфере Венеры работал бы удобных условиях по температуре и давлению, направлялся бы стабильно дующими ветрами. Бэйнес предлагал запустить в атмосферу Венеры серебристо-зеленый шар 7 метрового диаметра со структурой состоящей из пяти толстых слоев. С покрытием Майлера для отражения солнечной энергии и слоем тефлона для защиты против серной кислоты. Такая защита позволила бы аппарату плавать в атмосфере долгие месяцы. Приоритет миссии заключался бы в том, что аппарат измерил бы концентрацию различных благородных газов, что позволило бы ученым получить новые детали истории этой планеты.
    Исследования могли бы проводиться в определенных местах на поверхности Венеры, большая часть поверхности - это базальт и очевидно довольно молодой. Это свидетельствует в пользу его вулканического происхождения. Возраст известен, потому что Magellan нашел очень мало больших кратеров на поверхности по сравнению с поверхностями Марса и Луны. Меньше кратеров, при равных условиях, означают молодую поверхность, но на Венере нет следов наличия тектонических плит. Одним из объяснений это природной причуды - то, что вместо того, чтобы порождать тектонику плит как на Земле, потоки конвекции в мантии Венеры "месят" кору планеты непрерывно, утолщая и утончая и тем самым ликвидируя кратеры. Другая драматическая гипотеза заключается в том, что часто кора Венеры становится настолько тонкой, прохладной и плотной, что это не позволяет ей удерживаться на мантии и она тонет... Это "катастрофическое перевсплытие" предполагает, что 750 миллионов лет назад, вся поверхность Венеры утонула в магме, превратив планету в горящее море лавы. "Это хороший способ избавиться от высокой "температуры", говорит Стив Макквел, директор Лунного Планетарного Института в Хьюстоне (штат Техас).
    Без новых данных ученым трудно определиться в том какая теория более вероятна. Посылка аппаратов в определенные точки на поверхности Венеры могла бы помочь и дала бы ключи к тому, что происходило на планете в недалеком прошлом. Если бы удалось найти древнейший гранит, как на Земле при рецеркуляции коры, они открыли бы окно в те давние времена, когда Венера, возможно, имела континенты, океаны и тектонические плиты. "Это было бы открытием", говорит Бэйнес.
    Высадившийся посадочный модуль или ровер мог бы также найти полезные ископаемые или структуры, связанные с теперь закрытыми главами в истории планеты. Сложная поверхностная миссия не невозможна.
    Изолированное исследование или быстрая наука, примером такой возможности могут служить миссии аппаратов Венера. При этом используется стойкая к температуре электроника или охлаждающие вещества. Технологии глубоководных аппаратов для изучения подводного мира и черных курильщиков на Земле значительно облегчили бы возможность исследований. Теплостойкая электроника позволит создать пассивную сеть сейсмометров, для определения землятрясений и извержений. Миссия ровера, или что-нибудь еще в этом роде, работа которой планировалась бы не на один день, потребовала постоянного охлаждения, то есть непрерывного источника энергии. Для этого надо использовать ядерную энергию, а это означает значительное удорожание миссии. Ядерный ровер мог бы превысить расходы даже на другую подобную большую миссию для Марса (Mars Science Laboratory, неядерный аппарат без охлаждения - 1,7 миллиардов долларов). Простой посадочный аппарат или воздушный шар мог бы быть достаточно дешев и такая миссия уложилась бы в буджет 700 миллионов. В настоящее время Гордоном Чином (Космический центр Годдарда) предложен орбитальный аппарат для Венеры, который исследовал бы углеродистую химию атмосферы Венеры. Но у Бэйнеса есть большой опыт "прохождения" миссий... Малобюджетные миссии, орбитальные аппараты и воздушные шары могли бы действовать как бойскауты для основной миссии.


    Другие государства в скором времени могут ускорить темп исследований. Хотя Европа не имеет пока определенных планов после миссии Venus Express, Япония наметила запуск орбитального аппарата на 2010 год. И Россия, которая не продолжала исследования Венеры после Советского Союза, предложила миссию Venera-D, которая могла бы включать посадочный модуль, запуск планируется на 2016-2018 года.
    Разработка жизнеспособного проекта и его финансирование является только частью вызова. Что бы оправдать большую миссию необходимо подобрать важные вопросы, которые требуют своего решения. Кроме того необходимо заинтересовать публику. В научной фантастике еще до космической эры Венера представлялась молодой, планетой океанов, окутанной облаками и это вызывало большой интерес. Марс, тем не менее перехватил инициативу с помощью "идей" Персиваля Лоулла о марсианских каналах. Венера сразу потеряла свою таинственность тогда, когда первый аппарат передал первую информацию с поверхности. Теперь же интерес ученых поддерывает окружающая среда, точнее парниковый эффект Венеры. Хотя казалось бы причин для беспокойства мало. Атмосфера Земли содержит 0,04% углекислого газа, а концентрация на Венеры - 95%. Если бы люди сожгли бы все углеводородное топливо всей Земли сразу, то концентрация поднялась бы до уровня 0,2%. Кроме того расстояние от Солнца - критический фактор в поддержании непрерывного парникового эффекта. Только через миллиард лет, когда солнце станет на 10% горячее, на Земле станет возможна такая ситуация как на Венере.
    Но возможно Венера не имеет ничего общего с нашим вероятным будущим. В течении длительного времени предметами изучения будущего Земли служили две близкие к нам планеты, но этому пришел конец. Текущие миссии типа Corot Франция, и будущих - Kepler НАСА (2009), могут обнаружить намного больший диапазон планет земного типа вне Солнечной системы.
Перевод (http://www.nature.com/news/2007/071128/full/450606a.html) 

Состоят новогодние подарки оптом из вкусных конфет
2005 - , Проект "Исследование Солнечной системы"
Открыт 15.12.2005, E-mail: lobandrey@yandex.ru