Venus er kendt som Earth's Sister Planet. Det er omtrent samme størrelse og masse som Jorden, det er vores nærmeste planetariske nabo, og Venus og Jorden voksede op sammen.
Når du vokser op med noget, og det har altid været der, tager du det for givet. Som art kigger vi lejlighedsvis over på Venus og går “Huh. Se på Venus. ” Mars, eksotiske eksoplaneter i fjerntliggende solsystemer, og de mærkelige gasgiganter og deres måner i vores eget solsystem tiltrækker meget mere af vores opmærksomhed.
Hvis en fjern civilisation søgte i vores solsystem efter potentielt beboelige planeter ved hjælp af de samme kriterier, som vi gør, ville Venus være nyheder på forsiden for dem. Det er på kanten af den beboelige zone, og det har en atmosfære. Men vi ved bedre. Venus er en helvetes verden, varm nok til at smelte bly, med knusende atmosfærisk tryk og surt regn, der falder ned fra himlen. Alligevel har Venus stadig hemmeligheder, vi er nødt til at afsløre.
Hoved blandt disse hemmeligheder er: ”Hvorfor udviklede Venus sig så forskelligt?
Forholdene på Venus udgør unikke udfordringer. Venus-efterforskningens historie er fyldt med smeltede sovjetiske Venera Landers. Orbital sonder som Pioneer 12 og Magellan har haft mere succes for nylig, men Venus 'tætte atmosfære begrænser stadig deres effektivitet. Fremskridt inden for materialer, og især inden for elektroniske kredsløb, der kan modstå Venus 'varme, har givet vores håb om at udforske Venusoverfladen mere detaljeret.
På Planetary Science Vision 2050 Workshop 2017, udformet af Lunar and Planetary Institute (LPI), undersøgte et team fra Southwest Research Institute (SWRI) fremtiden for Venus-efterforskning. Holdet blev ledet af James Cutts fra JPL.
Gruppen anerkendte flere overordnede spørgsmål, vi har om Venus:
- Hvordan kan vi forstå den atmosfæriske dannelse, evolution og klimahistorie?
- Hvordan kan vi bestemme udviklingen af overfladen og det indre?
- Hvordan kan vi forstå arten af interaktioner mellem indvendig-overflade og atmosfære over tid, herunder om flydende vand nogensinde var til stede?
Da Vision 2050 Workshop handler om de næste 50 år, så Cutts og hans team på de udfordringer, som Venus 'unikke forhold udgør, og hvordan de kunne besvare spørgsmål på kort sigt, midt på sigt og på lang sigt.
Mål på kort sigt til udforskning af Venus inkluderer forbedret fjernfølelse fra orbitalprober. Dette vil fortælle os mere om tyngdekraften og topografien af Venus. Forbedret radarafbildning og infrarød billeddannelse udfylder flere emner. Holdet promoverede også ideen om en vedvarende luftplatform, en dyb sonde og en lander med kort varighed. Flere sonder / dropondes er også en del af planen.
Dropsondes er små enheder, der frigøres i atmosfæren for at måle vind, temperatur og fugtighed. De bruges på Jorden til at forstå vejret og ekstreme fænomener som orkaner og kan opfylde det samme formål på Venus.
På kort sigt kan missioner, hvis endelige destination ikke er Venus, også besvare spørgsmål. Fly-bys med håndværk som Bepi-Colombo, Solar Probe Plus og Solar Orbiter-missionerne kan give os god information om deres vej til henholdsvis Merkur og Solen. Disse missioner lanceres i 2018.
ESOs Venus Express og Japans Akatsuki (Venus Climate Orbiter) har studeret Venus 'klima detaljeret, især dets kemi og samspillet mellem atmosfæren og overfladen. Venus Express sluttede i 2015, mens Akatsuki stadig er der.
Midtvejsmålene er mere ambitiøse. De inkluderer en langvarig lander til at studere Venus 'geofysiske egenskaber, en kortvarig tessera-lander og to balloner.
Tesserae lander ville lande i en type terræn fundet på Venus kendt som tesserae. Vi tror, at Venus på et tidspunkt havde flydende vand på det. Det grundlæggende bevis for dette kan ligge i tesserae-regionerne, men terrænet er ekstremt ujævnt. En lander med kort varighed, der kunne lande og operere i tesserae-regionerne, ville hjælpe os med at besvare Venus 'spørgsmål om flydende vand.
Takket være den fortsatte udvikling af varmehærdig elektronik bliver en langvarig lander (måneder eller mere) mere gennemførlig på mellemlang sigt. Ideelt set ville enhver langvarig mobil lander være i stand til at rejse titusinder til hundreder af kilometer for at erhverve en regional prøve af Venus 'overflade. Dette er den eneste måde at foretage målinger af geokemi og mineralogi på flere steder.
På Mars er landerne solcelledrevet. Venus 'tykke atmosfære gør det umuligt. Men den samme tætte atmosfære, der forbyder solenergi, kan muligvis tilbyde en anden løsning: en sejldrevet rover. Gammeldags sejlstyrke kan være nøglen til at bevæge sig rundt på overfladen af Venus. Fordi atmosfæren er så tæt, ville kun et lille sejl være nødvendigt.
De langsigtede mål fra Cutts og hans team er, hvor tingene bliver virkelig interessante. En overlevende rover med lang levetid er stadig på listen, eller muligvis et håndværk i nærheden af en overflade som en ballon. Der er også et langvarigt seismisk netværk.
Et seismisk netværk ville virkelig begynde at afsløre hemmelighederne bag Venus 'geofysiske liv. Mens en lander ville give os skøn over seismisk aktivitet, ville de være rå sammenlignet med hvad et netværk af seismiske sensorer ville afsløre om Venus 'indre arbejde. En mere grundig forståelse af jordskælvsmekanismer og placeringer ville virkelig få teoretikerne til at summere. Men det er den sidste ting på listen, der ville være slutmålet. En prøve-return-mission.
Vi bliver gode til in situ-målinger på andre verdener. Men for Venus, og for alle de andre verdener, vi har besøgt eller ønsker at besøge, er en prøve-tilbagevenden den hellige gral. Apollo-missionerne bragte hundreder af kg måneprøver tilbage. Andre prøve-returneringsmissioner er blevet sendt til Phobos, der mislykkedes, og til asteroider med forskellige grader af succes.
At udsætte en prøve for den slags dybe analyse, der kun kan udføres på laboratorier her på Jorden, er slutspillet. Vi kan fortsætte med at analysere prøver, når vi udvikler nye teknologier til at undersøge dem med. Videnskab er trods alt iterativ.
I planlægningsvidenskabsundersøgelsen i 2003 blev det identificeret, hvor vigtigt det er, at et prøveeksemission til Venus 'atmosfære var. En ballon flydede højt op i skyerne, og en stigende raket ville udsætte en samlet prøve tilbage til Jorden. Ifølge Cutts og hans team kunne denne type prøve-return-mission fungere som et springbræt til en overfladeprøvenmission.
En overfladeprøve ville sandsynligvis være højdepunktet for opnåelse, når det kommer til forståelse af Venus. Men som de fleste af de foreslåede mål for Venus, bliver vi nødt til at vente et stykke tid.
Cutts og teamet anerkender, at teknologien til at muliggøre udforskning af Venus er i flux. Der planlægges ikke flere missioner til Venus før 2020. Der har været forslag til ting som sejldrevne landere, men vi er ikke der endnu. Vi udvikler varmebestandig elektronik, men indtil videre er de meget enkle. Der er meget arbejde at gøre.
På den anden side kan nogle ting ske tidligere. Det kan vise sig, at vi kan lære om venusisk seismisk aktivitet fra ballonbårne eller orbital sensorer. Holdet siger, at "På grund af en stærk mekanisk kobling mellem atmosfæren og jorden, lanceres seismiske bølger i atmosfæren, hvor de kan opdages ved infrasound på en ballon eller infrarøde eller ultraviolette signaturer fra bane." Det er takket være Venus 'tætte atmosfære. Det betyder, at det langsigtede mål med seismisk sensing af det indre af Venus kunne flyttes til det nærmeste eller midt på sigt.
Når arbejdet med nanosatellitter og cubesats fortsætter, kan de muligvis spille en større rolle på Venus og skifte tidslinjer. NASA ønsker at inkludere disse små satellitter ved hver lancering, hvor der er et par kilo overskydende kapacitet. En gruppe af disse nanosatellitter kunne danne et netværk af seismiske sensorer meget lettere og meget hurtigere end et etableret netværk af overfladesensorer. Et netværk af nanosatellitter kunne også fungere som et kommunikationsrelæ til andre missioner.
Venus genererer ikke meget brummer i disse dage. Opdagelsen af jordlignende verdener i fjerne solsystemer genererer overskrift efter overskrift. Og den altid populære søgning efter liv er centreret omkring Mars, og de iskolde / underjordiske måner fra vores solsystemets gasgiganter. Men Venus er stadig et forfriskende mål, og at forstå Venus 'udvikling vil hjælpe os med at forstå, hvad vi ser i fjerne solsystemer.
