Wenus jest znana jako Ziemska Siostra Planeta. Ma mniej więcej taki sam rozmiar i masę jak Ziemia, jest naszym najbliższym planetarnym sąsiadem, a Wenus i Ziemia dorastały razem.
Kiedy dorastasz z czymś i zawsze tak było, bierzesz to za pewnik. Jako gatunek od czasu do czasu spoglądamy na Wenus i mówimy „Huh. Spójrz na Wenus. Mars, egzotyczne egzoplanety w odległych układach słonecznych oraz dziwne gazowe olbrzymy i ich księżyce w naszym Układzie Słonecznym przyciągają znacznie więcej naszej uwagi.
Gdyby odległa cywilizacja przeszukała nasz Układ Słoneczny w poszukiwaniu potencjalnie nadających się do zamieszkania planet, stosując te same kryteria, co my, Wenus byłaby dla nich wiadomością z pierwszej strony. Jest na skraju strefy zamieszkania i ma atmosferę. Ale wiemy lepiej. Wenus to piekielny świat, wystarczająco gorący, by stopić ołów, z miażdżącym ciśnieniem atmosferycznym i kwaśnym deszczem spadającym z nieba. Mimo to Wenus wciąż ma tajemnice, które musimy odkryć.
Najważniejsze z tych tajemnic brzmi: „Dlaczego Wenus rozwinęła się tak inaczej?
Warunki na Wenus stanowią wyjątkowe wyzwania. Historia eksploracji Wenus jest zaśmiecona stopionymi sowieckimi Landenerami Venera. Sondy orbitalne, takie jak Pioneer 12 i Magellan, odniosły ostatnio większy sukces, ale gęsta atmosfera Wenus nadal ogranicza ich skuteczność. Postępy w materiałach, a zwłaszcza w obwodach elektronicznych, które mogą wytrzymać ciepło Wenus, wzbudziły nasze nadzieje na bardziej szczegółowe badanie powierzchni Wenus.
Podczas warsztatów Planetary Science Vision 2050 2017, prowadzonych przez Lunar and Planetary Institute (LPI), zespół z Southwest Research Institute (SWRI) zbadał przyszłość eksploracji Wenus. Zespołem kierował James Cutts z JPL.
Grupa uznała kilka nadrzędnych pytań na temat Wenus:
- Jak możemy zrozumieć formację atmosferyczną, ewolucję i historię klimatu?
- Jak możemy określić ewolucję powierzchni i wnętrza?
- Jak możemy zrozumieć naturę interakcji między powierzchnią a atmosferą w czasie, w tym czy woda kiedykolwiek była obecna?
Ponieważ warsztaty Vision 2050 trwają przez następne 50 lat, Cutts i jego zespół przyjrzeli się wyzwaniom związanym z wyjątkowymi warunkami Wenus oraz sposobom na udzielenie odpowiedzi na pytania w perspektywie krótko-, średnioterminowej i długoterminowej.
Krótkoterminowe cele eksploracji Wenus obejmują ulepszenie teledetekcji z sond orbitalnych. To powie nam więcej o grawitacji i topografii Wenus. Ulepszone obrazowanie radarowe i obrazowanie w podczerwieni wypełni więcej pustych miejsc. Zespół promował również ideę trwałej platformy powietrznej, głębokiej sondy i lądownika o krótkim czasie trwania. Wiele sond / dropond jest również częścią planu.
Dropsondes to małe urządzenia uwalniane do atmosfery w celu pomiaru wiatru, temperatury i wilgotności. Są używane na Ziemi do zrozumienia pogody i ekstremalnych zjawisk, takich jak huragany, i mogą spełniać ten sam cel na Wenus.
W najbliższym czasie misje, których ostatecznym celem nie jest Wenus, mogą również odpowiadać na pytania. Przeloty statkami, takimi jak Bepi-Colombo, Solar Probe Plus i misje Solar Orbiter, mogą dostarczyć nam dobrych informacji na temat ich drogi odpowiednio do Merkurego i Słońca. Te misje rozpoczną się w 2018 roku.
Venus Express ESO i japoński Akatsuki (Venus Climate Orbiter) szczegółowo badali klimat Wenus, szczególnie jej chemię i interakcje między atmosferą a powierzchnią. Venus Express zakończył się w 2015 roku, podczas gdy Akatsuki wciąż tam jest.
Cele średniookresowe są bardziej ambitne. Obejmują one długoterminowy lądownik do badania właściwości geofizycznych Wenus, krótkotrwały lądownik tessera i dwa balony.
Lądownik tesserae wylądowałby w rodzaju terenu znalezionego na Wenus znanym jako tesserae. Uważamy, że kiedyś Wenus miała na sobie ciekłą wodę. Podstawowy dowód na to może leżeć w regionach tesserae, ale teren jest wyjątkowo nierówny. Lądownik o krótkim czasie trwania, który mógłby lądować i działać w regionach tesserae, pomógłby nam odpowiedzieć na pytanie dotyczące wody Wenus.
Dzięki ciągłemu rozwojowi odpornej na wysoką temperaturę elektroniki lądownik długoterminowy (miesiące lub dłużej) staje się bardziej wykonalny w perspektywie średnioterminowej. Idealnie, każdy długoterminowy mobilny lądownik byłby w stanie pokonać dziesiątki do setek kilometrów, aby uzyskać regionalną próbkę powierzchni Wenus. Jest to jedyny sposób wykonywania pomiarów geochemicznych i mineralogicznych w wielu lokalizacjach.
Na Marsie lądowniki są zasilane energią słoneczną. Gęsta atmosfera Wenus sprawia, że jest to niemożliwe. Ale ta sama gęsta atmosfera, która zabrania energii słonecznej, może zaoferować inne rozwiązanie: łazik napędzany żaglem. Staromodna moc żagla może być kluczem do poruszania się po powierzchni Wenus. Ponieważ atmosfera jest tak gęsta, potrzebny byłby tylko mały żagiel.
Długoterminowe cele Cuttsa i jego zespołu są tam, gdzie robi się naprawdę interesująco. Długotrwały łazik powierzchniowy wciąż znajduje się na liście, a być może statek powierzchniowy jak balon. Istnieje również długotrwała sieć sejsmiczna.
Sieć sejsmiczna naprawdę zacząłaby ujawniać sekrety geofizycznego życia Wenus. Podczas gdy lądownik dałby nam oszacowania aktywności sejsmicznej, byłyby one prymitywne w porównaniu z tym, co sieć czujników sejsmicznych ujawniłaby o wewnętrznych działaniach Wenus. Dokładniejsze zrozumienie mechanizmów i lokalizacji trzęsienia ziemi naprawdę wywołałoby burzę teoretyków. Ale to ostatnia rzecz na liście, która byłaby celem końcowym. Misja zwrotu próbki.
Jesteśmy dobrzy w pomiarach in situ na innych światach. Ale dla Wenus i wszystkich innych światów, które odwiedziliśmy lub chcemy odwiedzić, próbnym powrotem jest święty graal. Misje Apollo przyniosły setki kilogramów księżycowych próbek. Inne misje zwrotu próbek zostały wysłane do Fobos, które zakończyły się niepowodzeniem, oraz do asteroid z różnym powodzeniem.
Pod koniec próby dogłębna analiza, którą można wykonać tylko w laboratoriach na Ziemi, jest grą końcową. Możemy nadal analizować próbki, opracowując nowe technologie do ich analizy. W końcu nauka jest iteracyjna.
Badanie dekadalne Planetary Science 2003 z 2003 r. Wykazało znaczenie przykładowej misji powrotu do atmosfery Wenus. Balon unosi się wysoko w chmurach, a wznosząca się rakieta wypuszcza zebraną próbkę z powrotem na Ziemię. Według Cuttsa i jego zespołu taka misja polegająca na zwrocie próbki mogłaby działać jako odskocznia do misji próbnej na powierzchni.
Próbka powierzchni prawdopodobnie byłaby szczytem osiągnięć, jeśli chodzi o zrozumienie Wenus. Ale podobnie jak większość proponowanych celów dla Wenus, będziemy musieli chwilę poczekać.
Cutts i zespół potwierdzają, że technologia umożliwiająca eksplorację Wenus jest w ruchu. Żadne misje na Wenus nie są planowane przed 2020 rokiem. Istnieją propozycje takich lądowników jak żagle, ale jeszcze nas tam nie ma. Opracowujemy elektronikę żaroodporną, ale jak dotąd są one bardzo proste. Jest dużo pracy do zrobienia.
Z drugiej strony niektóre rzeczy mogą się zdarzyć wcześniej. Może się okazać, że o wenusyjskiej aktywności sejsmicznej możemy dowiedzieć się z czujników balonowych lub orbitalnych. Zespół twierdzi, że „z powodu silnego mechanicznego sprzężenia atmosfery z ziemią fale sejsmiczne są wypuszczane do atmosfery, gdzie można je wykryć za pomocą infradźwięku na balonie lub sygnaturach podczerwieni lub ultrafioletu z orbity”. To dzięki gęstej atmosferze Wenus. Oznacza to, że dalekosiężny cel sejsmicznego wykrywania wnętrza Wenus może zostać przesunięty na krótko- lub średnioterminowy.
W toku prac nad nanosatelitami i cubesatami mogą one odgrywać większą rolę na Wenus i zmieniać osie czasu. NASA chce uwzględnić te małe satelity przy każdym uruchomieniu, gdy występuje kilka kilogramów nadwyżki pojemności. Grupa tych nanosatelitów mogłaby znacznie łatwiej i znacznie szybciej utworzyć sieć czujników sejsmicznych niż ustalona sieć czujników powierzchniowych. Sieć nanosatelitów może również służyć jako przekaźnik komunikacyjny dla innych misji.
W dzisiejszych czasach Wenus nie generuje dużego szumu. Odkrycie ziemskich światów w odległych układach słonecznych generuje nagłówek po nagłówku. A zawsze popularne poszukiwanie życia koncentruje się na Marsie i lodowych / podpowierzchniowych księżycach gazowych gigantów naszego Układu Słonecznego. Ale Wenus wciąż jest kuszącym celem, a zrozumienie ewolucji Wenus pomoże nam zrozumieć, co widzimy w odległych układach słonecznych.
