Поверхность Венеры совершенно негостеприимна для жизни: бесплодная, сухая, раздробленная атмосферой, которая в 90 раз превышает давление Земли, и обжарена при температурах, в два раза превышающих температуру печи. Но всегда ли так было? Могла ли Венера когда-то быть двойником Земли — обитаемым миром с океанами с жидкой водой? Это одна из многих загадок, связанных с нашим скрытым сестринским миром.
Прошло 27 лет с тех пор, как в последний раз миссия NASA "Магеллан" совершила оборот вокруг Венеры. Это была последняя миссия NASA на сестринскую планету Земли, и, хотя с тех пор мы приобрели значительные знания о Венере, остается множество загадок о планете, которые остаются нерешенными. Миссия NASA DAVINCI (Исследование благородных газов, химии и визуализации глубокой атмосферы Венеры) надеется изменить это.
Вот десять загадок Венеры, над которыми ученые NASA все еще борются:
Была ли на Венера когда-либо жизнь?
Когда думаешь о других планетах, часто задаются большие вопросы: есть ли там жизнь? БЫЛА ли когда-нибудь жизнь? Если да, то что за жизнь? Крошечные микробы, похожие на простую жизнь на Земле? Или ничего из того, что мы когда-либо видели? Венера не исключение.
Сообщество ученых размышляло о возможной жизни на Венере, но пока мы не узнаем, была ли Венера когда-либо действительно обитаемой в прошлом, трудно сказать что-то конкретное. DAVINCI стремится помочь нам понять, была ли Венера когда-либо обитаемой, что обеспечит более конкретную основу, на которой мы сможем изучить ее как возможное место для развития жизни. Приятно думать, что у нашей солнечной системы было два обитаемых мира.
Чтобы определить, была ли когда-либо возможна жизнь на Венере, нам сначала нужно понять прошлую среду на Венере. Это включает изучение атмосферы, геологии и истории планеты.
Как Венера и Земля стали такими разными?
Венера и Земля похожи по размеру и плотности, поэтому гипотетически эти планеты могут быть очень похожи. И все же они разные. Давление воздуха на поверхности Венеры в 90 раз больше, чем у Земли, Венера вращается вокруг своей оси в обратном направлении по сравнению с другими планетами Солнечной системы, а поверхность Венеры имеет температуру более 482 градусов Цельсия, что делает ее самой горячей планетой в нашей солнечной системе — достаточно горячая, чтобы плавить свинец. Такая сильная жара на поверхности Венеры связана с атмосферой из углекислого газа с густыми облаками серной кислоты , которая могла возникнуть в результате неконтролируемой парниковой фазы ранее в истории Венеры, навсегда изменившей наш родственный мир.
Так что случилось? Всегда ли Венера была такой негостеприимной?
Эволюция Венеры во времени может помочь нам понять процессы, которые управляют глобальными изменениями в окружающей среде планеты, включая эволюцию обитаемости. Эти знания могут помочь искать пригодные для жизни планеты за пределами Солнечной системы.
Как образовалась Венера?
Даже этот, казалось бы, основной вопрос о происхождении Венеры до сих пор остается загадкой. Удивительно, но мы не знаем, сформировалась ли Венера из тех же материалов ранней Солнечной системы, что и Земля и Марс. Мы до сих пор не знаем, бомбардировали ли Венеру кометы и астероиды, богатые водой, как Землю. Эти кометы и астероиды, считаются важным источником воды для Земли. Понимание путей доставки воды на Венеру важно для оценки ее способности принимать океаны в прошлом.
Каков состав атмосферы на Венере?
Состав атмосферы Венеры — важная часть контекста, который мы ищем, поскольку мы стремимся лучше оценить потенциальную обитаемость Венеры с течением времени. Ученые не понимают химические циклы, которые дают ключ к разгадке того, как планета развивалась.
Зонд DAVINCI будет измерять химический состав, давление, температуру и динамику, по крайней мере, каждые 200 метров, когда он спускается через атмосферу Венеры. Одна из самых больших загадок атмосферы Венеры заключается в самой нижней или "глубокой" атмосфере. Как правило, атмосферные газы планет ведут себя так же, как те, которые мы изучаем в средней школе по химии — их поведение можно оценить как "идеальные газы", и это хорошо понятно. Но в нижних слоях атмосферы Венеры (ближайшей к поверхности планеты) углекислый газ нагревается и сжимается до такой степени, что он действует больше как горячая жидкость, чем газ — только примерно в двенадцать раз менее плотный, чем жидкая вода.
Как образовались скалы Венеры?
Последним космическим кораблем, успешно спустившимся в атмосфере и приземлившимся на Венеру, стала советская миссия Вега-2 в 1985 году, которая продержалась 52 минуты на негостеприимно горячей поверхности планеты на "ночной стороне". В месте посадки он был окружен базальтовыми равнинами, образованными вулканизмом, но некоторые высокогорные районы Венеры считаются другими. Таким образом, поверхность Венеры остается загадкой, особенно в регионах за пределами вулканических равнин.
Космический корабль DAVINCI будет оснащен набором из четырех камер вместе под названием VISOR (Система визуализации Венеры для наблюдательной разведки), которые смогут определять состав горных пород на поверхности планеты.
Сколько воды было на Венере?
Жидкая вода необходима для жизни. Мы не можем оценить прошлую обитаемость Венеры, не зная, сколько воды могло быть у Венеры — и когда и как она потеряла эту воду. Ученые могут использовать химический состав горных пород на Венере, чтобы разгадать тайну воды на планете.
Ученые также могут использовать измерения атмосферы, чтобы понять историю воды на Венере. Масс-спектрометр и настраиваемый лазерный спектрометр зонда DAVINCI будут измерять состав атмосферы на протяжении всего спуска к поверхности планеты. Измеренные атмосферные сигнатуры могут дать ключ к разгадке истории воды в прошлом, что может помочь ученым определить, был ли на планете ранее океан.
Каков характер поверхностной активности Венеры?
Ученые все еще собирают данные, чтобы понять, была ли на Венере когда-либо тектоника плит земного типа и чем эти процессы горообразования похожи или отличаются от земных. В земной коре находится сеть относительно тонких пластин, толкающихся по поверхности планеты в постоянном горизонтальном движении. Если подобная тектоника плит существует на Венере, сейчас или в прошлом, кора планеты должна испытывать движение плит земной коры в течение геологического времени, вулканизм срединно-океанического хребта (вулканическая активность, присутствующая на океанских границах между двумя плитами) и субдукцию (движение одна пластина погружается под другую пластину). История тектоники Венеры до сих пор остается активной областью исследований, в которой много открытых вопросов. Некоторые ученые полагают, что Венера сохранила тектонику плит с перемещающимися по бокам блоками коры.
В какой-то момент Венера могла иметь свою собственную форму тектоники плит — возможно, отличную от тектоники плит здесь, на Земле. Измерения воды и горных пород, полученные в ходе миссии DAVINCI, в сочетании с информацией о глобальном картировании Венеры миссией NASA VERITAS , еще одной недавно выбранной миссией к Венере, можно использовать для расшифровки того, как эти тектонические узоры могут иметь место. оперировали Венеру, и почему планета не могла поддерживать их так же, как Земля. Венера — идеальный пример для изучения того, как тектоника плит или какой-либо другой тип движения земной коры сохраняется или исчезает на больших скалистых планетах с атмосферой и изменяющимся (но большим) балансом как земной, так и поверхностной воды.
Еще одна ключевая загадка поверхности Венеры — вулканизм. Все планеты должны избавиться от своего внутреннего тепла, и земной метод этого требует вулканизма как связанного процесса. Ученые все еще размышляют, является ли поверхность Венеры вулканически активной в настоящее время и в какой степени сегодня происходят извержения. Вместе миссии DAVINCI и VERITAS надеются решить эти вопросы. DAVINCI может измерять газы в атмосфере Венеры, которые могут сигнализировать об извержении вулканов или извержении вулканов на Венере сегодня, в то время как орбитальный аппарат VERITAS сможет увидеть деформацию коры, химические признаки недавнего вулканизма и тепловые характеристики основных извержение лавы.
Как выглядят горы на Венере?
Предыдущие аппараты на Венере (Venera и VeGa) фотографировали равнины Венеры после приземления на базальтовые участки поверхности, но камеры DAVINCI сделают первые в истории аэрофотоснимки с высоким разрешением поверхности горной тессеры, когда зонд спускается по неровной поверхности.
Есть ли планеты, подобные Венере, за пределами нашей солнечной системы?
Ученые воодушевлены идеей взять то, что мы узнали от Венеры, и применить это к экзопланетам — планетам за пределами нашей солнечной системы. Ожидается, что подобные Венере экзопланеты будут обычным типом планет, наблюдаемых предстоящим космическим телескопом Джеймса Уэбба , и более подробное изучение Венеры может помочь нам понять эти далекие миры.
Например, данные с Венеры могут улучшить компьютерные модели экзопланет, подобных Венере, которые мы будем использовать для интерпретации наших будущих наблюдений Джеймса Уэбба. Кроме того, если Венера была обитаемой в прошлом, это означает, что некоторые из этих "венероподобных" экзопланет тоже могут быть обитаемыми. Таким образом, понимание истории Венеры может помочь нам понять и интерпретировать планеты экзо-Венеры, наблюдаемые в разное время и на разных этапах эволюции.
Новые тайны, о которых мы даже не догадывались
Один из самых захватывающих аспектов исследования планет — это открытие новых загадок, которые мы не можем предвидеть в настоящее время.
В этом суть исследования, движимого любопытством, и DAVINCI предложит множество возможностей для выявления и даже разрешения новых загадок. Что может скрывать Венера? Мы должны пойти туда, чтобы узнать!