Venus tunnetaan nimellä Earth's Sister Planet. Se on suunnilleen samankokoinen ja massa kuin Maa, se on lähin planeettanaapurimme, ja Venus ja Maa kasvoivat yhdessä.
Kun kasvaa jollain ja se on aina ollut siellä, otat sen sellaisenaan. Lajina katsomme toisinaan Venusta ja menemme ”Huh. Katso Venusta. ” Mars, eksoottiset eksoplaneetat kaukaisissa aurinkojärjestelmissä, ja omat aurinkojärjestelmämme omituiset kaasujättiläiset ja heidän kuunsa houkuttavat paljon enemmän huomioamme.
Jos kaukainen sivilisaatio etsisi aurinkokuntaamme potentiaalisesti asuttavia planeettoja käyttäen samoja kriteerejä kuin mekin, Venus olisi heille etusivun uutisia. Se on asutettavan alueen reunalla ja siinä on ilmapiiri. Mutta me tiedämme paremmin. Venus on helvettiinen maailma, tarpeeksi kuuma sulattaakseen lyijyä, ja ilmatilan paine ja happea sade putoavat taivaalta. Silti Venuksella on edelleen salaisuuksia, jotka meidän on paljastettava.
Tärkein noiden salaisuuksien joukossa on: “Miksi Venus kehittyi niin eri tavalla?
Venuksen olosuhteet ovat ainutlaatuisia haasteita. Venuksen etsinnän historia on täynnä sulanut Neuvostoliiton Venera Landeria. Pioneer 12: n ja Magellanin kaltaisilla kiertosondilla on ollut viime aikoina menestystä, mutta Venuksen tiheä ilmapiiri rajoittaa niiden tehokkuutta. Materiaalien ja etenkin elektronisten piirien edistyminen, jotka kestävät Venuksen lämpöä, ovat edistäneet toiveitamme tutkia Venuksen pintaa yksityiskohtaisemmin.
Lunar and Planetary Institute (LPI) -järjestön järjestämässä Planetary Science Vision 2050 -työpajassa 2017, Lounais-tutkimusinstituutin (SWRI) ryhmä, tutki Venuksen tutkimuksen tulevaisuutta. Ryhmää johti James Cutts JPL: stä.
Ryhmä tunnusti useita Venusta koskevia yleisiä kysymyksiä:
- Kuinka voimme ymmärtää ilmakehän muodostumista, kehitystä ja ilmastohistoriaa?
- Kuinka voimme määrittää pinnan ja sisätilan kehityksen?
- Kuinka voimme ymmärtää sisätilojen, pintojen ja ilmakehän vuorovaikutuksen luonteen ajan mittaan, mukaan lukien oliko nestemäistä vettä koskaan läsnä?
Koska Vision 2050 -pajassa on kyse seuraavista 50 vuodesta, Cutts ja hänen tiiminsä tarkastelivat Venuksen ainutlaatuisten olosuhteiden asettamia haasteita ja sitä, kuinka he pystyivät vastaamaan kysymyksiin lähitulevaisuudessa, keskipitkällä ja pitkällä tähtäimellä.
Lähiajan tavoitteisiin Venuksen tutkimiseksi sisältyy parannettu etäkartoitus orbitaalikoettimista. Tämä kertoo meille enemmän Venuksen painovoimasta ja topografiasta. Parannettu tutkakuvaus ja infrapunakuvaus täyttää enemmän tyhjiä kohtia. Ryhmä edisti myös ajatusta kestävästä alustasta, syvästä anturista ja lyhytaikaisesta laskeutumislaitteesta. Useat anturit / dropsondit ovat myös osa suunnitelmaa.
Dropsondes ovat pieniä laitteita, jotka vapautuvat ilmakehään tuulen, lämpötilan ja kosteuden mittaamiseksi. Niitä käytetään maan päällä ymmärtämään sää ja äärimmäiset ilmiöt, kuten hurrikaanit, ja ne voivat suorittaa saman tarkoituksen Venuksessa.
Lähitulevaisuudessa myös virkamatkat, joiden lopullinen määränpää ei ole Venus, voivat vastata kysymyksiin. Ilma-alusten, kuten Bepi-Colombo, Solar Probe Plus, ja Solar Orbiter -operaatioiden lentomatkat voivat antaa meille hyvää tietoa matkallaan elohopeaan ja aurinkoon. Nämä operaatiot alkavat vuonna 2018.
ESOn Venus Express ja Japanin Akatsuki (Venus Climate Orbiter) ovat tutkineet Venuksen ilmastoa yksityiskohtaisesti, erityisesti sen kemiaa ja ilmakehän ja pinnan vuorovaikutusta. Venus Express päättyi vuonna 2015, kun Akatsuki on edelleen siellä.
Keskipitkän aikavälin tavoitteet ovat kunnianhimoisempia. Ne sisältävät pitkäaikaisen laskimen Venuksen geofysikaalisten ominaisuuksien tutkimiseksi, lyhytaikaisen tesseralaskurin ja kaksi ilmapalloa.
Tesserae-laskuri laskeutui tyypilliseen maastoon, jota löytyy Venuksesta ja jota kutsutaan tesseraeksi. Me ajattelemme, että Venuksessa oli kerralla nestemäistä vettä. Perustietoa tästä voi olla tesserae-alueilla, mutta maasto on erittäin karkea. Lyhytaikainen laskulaite, joka voisi laskeutua ja toimia tesserae-alueilla, auttaisi meitä vastaamaan Venuksen nestemäistä vettä koskevaan kysymykseen.
Lämpökestävän elektroniikan jatkuvan kehityksen ansiosta pitkäaikainen (kuukausia tai pidempi) lander on tulossa toteuttamiskelpoisempi keskipitkällä aikavälillä. Ihannetapauksessa mikä tahansa pitkäaikainen liikkuva laskulaite pystyisi kulkemaan kymmeniä satoja kilometrejä saadakseen alueellisen näytteen Venuksen pinnasta. Tämä on ainoa tapa tehdä geokemian ja mineralogian mittauksia useissa paikoissa.
Marsilla laskeuttajat ovat aurinkovoimaisia. Venuksen paksu ilmapiiri tekee siitä mahdotonta. Mutta sama tiheä ilmapiiri, joka kieltää aurinkoenergian, saattaa tarjota toisen ratkaisun: purjevetoisen roverin. Vanhanaikainen purjevoima saattaa pitää avaimen liikkumiseen Venuksen pinnalla. Koska ilmapiiri on niin tiheä, tarvitaan vain pieni purje.
Cuttsin ja hänen joukkueensa pitkän aikavälin tavoitteet ovat asiat, joista tulee todella mielenkiintoisia. Pitkäikäinen pintavetolaite on edelleen luettelossa tai mahdollisesti pinnan lähellä oleva alus, kuten ilmapallo. Myös siellä on pitkäikäinen seisminen verkko.
Seismiset verkot todella alkavat paljastaa Venuksen geofysikaalisen elämän salaisuudet. Kun laskulaite antaa meille arviot seismisestä aktiivisuudesta, ne olisivat raakoja verrattuna siihen, mitä seismisten anturien verkko paljastaa Venuksen sisäisestä toiminnasta. Järistyksen ymmärtäminen paremmin järistysmekanismeista ja sijainneista saattaisi teoreetikot todella sumisemaan. Mutta se on viimeinen asia luettelossa, joka olisi lopullinen tavoite. Näyte-paluumatka.
Meillä on hyviä in situ -mittauksia muissa maailmoissa. Mutta Venuksen ja kaikkien muiden maailmojen kanssa, joissa olemme vierailleet tai haluamme käydä, näytteen paluu on pyhä graali. Apollo-operaatiot toivat takaisin satoja kiloja kuunäytteitä. Muita näytteen palautusoperaatioita on lähetetty Phobosiin, jotka epäonnistuivat, ja asteroideihin, vaihtelevalla menestyksellä.
Näytteen altistaminen sellaiselle syvälle analyysille, joka voidaan tehdä vain laboratorioilla täällä maapallolla, on loppupää. Voimme jatkaa näytteiden analysointia kehitettäessä uutta tekniikkaa niiden tutkimiseksi. Tiede on loppujen lopuksi toistuvaa.
Vuoden 2003 planeettatutkimuksen vuosikymmenien tutkimuksessa todettiin näytteen paluumatkan merkitys Venuksen ilmakehään. Ilmapallo kelluisi pilvien yläpuolella, ja nouseva raketti laukaisi kerätyn näytteen takaisin Maahan. Cuttsin ja hänen tiiminsä mukaan tällainen näytteen palauttamisoperaatio voisi toimia askeleena pinta-näytteen tehtävään.
Pintanäyte olisi todennäköisesti saavutuksen huippu, kun kyse on Venuksen ymmärtämisestä. Mutta kuten useimpien Venukselle ehdotettujen tavoitteiden, meidän on myös odotettava hetken.
Cutts ja joukkue myöntävät, että Venuksen tutkimuksen mahdollistava tekniikka on muuttumassa. Ennen vuotta 2020 ei suunnitella enää vierailuja Venukseen. On tehty ehdotuksia esimerkiksi purjekäyttöisistä laskulaitteista, mutta meitä ei ole vielä paikalla. Kehitämme lämmönkestävää elektroniikkaa, mutta toistaiseksi ne ovat hyvin yksinkertaisia. Siellä on paljon työtä tekemistä.
Toisaalta jotkut asiat voivat tapahtua nopeammin. Voi osoittautua, että voimme oppia Venusian seismisestä aktiivisuudesta ilmapallojen tai kiertoradan antureista. Ryhmä sanoo, että "ilmakehän ja maan välisen voimakkaan mekaanisen kytkennän takia seismiset aallot päästävät ilmakehään, missä ne voidaan havaita infrapunasäteellä ilmapalloilla tai infrapuna- tai ultraviolettipisteillä kiertoradalta." Se kiittää Venuksen tiheää ilmapiiriä. Tämä tarkoittaa, että Venuksen sisätilan seismisten havaintojen pitkän aikavälin tavoite voitaisiin siirtää lyhyen tai keskipitkän aikavälin tavoitteisiin.
Kun työ nanosatelliiteilla ja kuutiosaateilla jatkuu, niillä voi olla suurempi rooli Venuksessa ja muuttaa aikatauluja. NASA haluaa sisällyttää nämä pienet satelliitit jokaiseen laukaisuun, jossa on muutama kilogramma ylimääräistä kapasiteettia. Ryhmä näistä nanosatelliiteista voisi muodostaa seismisten anturien verkon paljon helpommin ja paljon aikaisemmin kuin vakiintunut pinta-anturien verkko. Nanosatelliittiverkko voisi toimia myös viestintäreleenä muihin tehtäviin.
Venus ei tuota paljon buzzia nykyään. Maapallomaisten maailmojen löytäminen kaukaisista aurinkojärjestelmistä tuottaa otsikon otsikon jälkeen. Ja aina suosittu elämänhaku on keskittynyt Marsille ja aurinkokunnan kaasujäättäjien jäisille / pintakuukausille. Mutta Venus on silti houkutteleva kohde, ja Venuksen evoluution ymmärtäminen auttaa meitä ymmärtämään mitä näemme kaukaisissa aurinkojärjestelmissä.
