Популярная научная фантастика начала 20 века изображала Венеру как некую страну чудес с приятными теплыми температурами, лесами, болотами и даже динозаврами. В 1950 году планетарий Хейдена в Американском музее естественной истории открыл бронирование мест на первую космическую туристическую миссию задолго до современной эпохи с полетами Blue Origins, SpaceX и Virgin Galactic. Все, что вам нужно было сделать, это указать свой адрес и поставить галочку в поле вашего предпочтительного места назначения, где можно было выбрать и Венеру.
Но как такая миссия может быть возможна? Температура на поверхности планеты (около 460 градусов по Цельсию) на самом деле даже выше, чем на Меркурии — и это при том, что Венера примерно вдвое дальше от Солнца. Это выше, чем точка плавления многих металлов, включая висмут и свинец, которые могут даже выпасть как «снег» на высокие горные вершины. Поверхность представляет собой бесплодный скалистый пейзаж, состоящий из обширных равнин базальтовых пород, усеянных вулканическими кальдерами, c несколькими длинными горными хребтами.
Поверхность Венеры также геологически молода, не так давно претерпев катастрофические события с перестройкой планетарной коры. Такие экстремальные явления вызваны накоплением тепла под поверхностью, что в конечном итоге приводит к ее плавлению, выделению тепла и повторному затвердеванию. Конечно, это страшная перспектива для любых космических туристов.
Витание в облаках
Облачный город из Star Wars.
Думаю, большинство читателей смотрели Звездные войны, и, возможно, помнят Облачный город, парящий в облаках планеты Беспин. И, видимо, ученые из НАСА тоже любят эти фильмы: идея новой миссии заключается не в том, чтобы высаживать людей на негостеприимную поверхность, а в том, чтобы использовать плотную атмосферу в качестве базы для исследований.
Фактическая дата миссии HAVOC пока не объявлена публично. Она является долгосрочной и будет опираться на небольшие тестовые миссии, чтобы быть успешной с первого раза. Такая миссия фактически возможна прямо сейчас, с современными технологиями. Планируется использовать дирижабли, которые могут находиться в воздухе в верхней части атмосферы планеты в течение длительных периодов времени.
Как ни удивительно, верхняя часть атмосферы Венеры является наиболее похожим на Землю местом в Солнечной системе. На высотах от 50 до 60 км давление и температура сравнимы с таковыми в тропосфере Земли (нижняя часть атмосферы — прим. перев.). Атмосферное давление на Венере на высоте в 55 км составляет примерно половину давления на уровне моря на Земле. На самом деле вы были бы в порядке без скафандра, так как это примерно эквивалентно давлению воздуха, с которым вы столкнетесь на вершине горы Килиманджаро (высочайшая точка Африки, высота 5895 метров над уровнем моря). Вам также не нужно будет утепляться, поскольку температура здесь колеблется от 20 до 30 градусов по Цельсию.
Атмосфера на этой высоте также достаточно плотная, чтобы защитить астронавтов от ионизирующего излучения из космоса. Более близкое расположение к Солнцу обеспечивает в 1.4 раза большее количество доступного солнечного излучения, чем на Земле, которое можно использовать для выработки энергии.
Концептуальный дирижабль будет плавать вокруг планеты, заполненный пригодной для дыхания смесью кислорода и азота. Это обеспечит его плавучесть, потому что плотность воздуха меньше, чем у атмосферы Венеры, и, как результат, будет существовать подъемная сила.
Атмосфера Венеры состоит на 97% из углекислого газа, на 3% из азота и крайне незначительных включений других газов. Облака в ней состоят из серной кислоты — они и являются основным источником видимой яркости планеты при наблюдении с Земли. На самом деле планета отражает около 75% падающего на нее света, а сам этот облачный слой с высокой отражательной способностью существует на высотах между 45 и 65 км, проливаясь дождем из серной кислоты ниже примерно 30 км. Таким образом, конструкция дирижабля должна быть устойчивой к коррозионному воздействию этой кислоты.
К счастью, у нас уже есть технологии, необходимые для преодоления проблемы кислотности. Некоторые коммерчески доступные материалы, включая тефлон и ряд пластмасс, обладают высокой кислотной стойкостью и могут быть использованы для внешней оболочки дирижабля. Учитывая все эти факторы, возможно, вы могли бы прогуляться по платформе за пределами дирижабля, неся только баллон с воздухом и надев костюм химической защиты.
Жизнь на Венере?
Поверхность Венеры была картографирована с орбиты благодаря космическому зонду Магеллан в 90-ых годах. Единственные фотографии поверхности планеты и данные о нижнем слое атмосферы были получены в конце 70-ых благодаря советским зондам «Венера». И все эти данные показывают, что Венера — слабо подходящий для известной нам жизни мир.
Фото поверхности, полученное советским зондом «Венера-9».
Однако верхняя часть атмосферы — другое дело. На Земле существуют некоторые виды экстремофильных организмов, которые могут выдержать условия венерианской атмосферы на высоте, на которой будет летать HAVOC. Такие виды, как Acidianus infernus, можно встретить в сильнокислых вулканических озерах в Исландии и Италии. Было обнаружено, что в наземных облаках существуют переносимые по воздуху микробы. Ничто из этого не доказывает, что жизнь существует в атмосфере Венеры, но эта возможность может быть исследована миссией, подобной HAVOC.
Современные климатические условия и состав атмосферы являются результатом безудержного парникового эффекта (экстремального парникового эффекта, который нельзя обратить вспять), превратившего планету на заре ее существования из гостеприимного близнеца Земли в филиал ада. Хотя в настоящее время мы не ожидаем, что Земля подвергнется аналогичному экстремальному сценарию, он все же демонстрирует, что драматические изменения планетарного климата могут произойти при возникновении определенных физических условий.
Путем тестирования наших современных климатических моделей с использованием крайностей, наблюдаемых на Венере, мы можем более точно определить, как различные климатические воздействия могут привести к резким изменениям. Таким образом, Венера дает нам возможность протестировать экстремальные крайности нашего текущего климатического моделирования со всеми вытекающими отсюда последствиями для экологического здоровья нашей планеты.
Мы все еще относительно мало знаем о Венере, несмотря на то, что она является нашим ближайшим планетарным соседом. В конечном счете, исследование того, как две очень похожие планеты могут иметь такое разное прошлое, поможет нам понять эволюцию Солнечной системы и, возможно, даже других звездных систем.
