Hvorfor vi skal tilbage til Venus

Den 5-6 juni 2012 indsamlede NASAs Solar Dynamics Observatory billeder af en af ​​de sjældnest forudsigelige solhændelser: Venus transit gennem solens flade. Billede via NASA / SDO, AIA

Af Paul K. Byrne, North Carolina State University

Lige ved siden af, kosmologisk set, er en planet næsten nøjagtigt som Jorden. Det er omtrent den samme størrelse, er lavet af omtrent de samme ting og dannet omkring den samme stjerne.

For en fremmed astronom lysår væk, der observerer solsystemet gennem et teleskop, ville det være praktisk talt ikke skelnen fra vores egen planet. Men at kende overfladevilkårene for Venus - temperaturen i en selvrensende ovn og en atmosfære mættet med kuldioxid med svovlsyreskyer - er at vide, at det er alt andet end Jordlignende.

Så hvordan er det, at to planeter, der er så ens i position, dannelse og sammensætning, kan ende så forskellige? Det er et spørgsmål, der beskæftiger sig med et stadigt voksende antal planetforskere og motiverer adskillige foreslåede Venus-efterforskningsindsats. Hvis forskere kan forstå, hvorfor Venus viste sig, som det gjorde, får vi en bedre forståelse af, om en jordlignende planet er reglen - eller undtagelsen.

Jeg er planetvidenskabsmand, og jeg er fascineret af, hvordan andre verdener kom til at være. Jeg er især interesseret i Venus, fordi det giver os et glimt af en verden, der engang måske ikke var så forskellig fra vores egen.

Venusoverfladen, som det ses i disse oparbejdede perspektivbillede panoramabilleder fra den sovjetiske Venera 13 lander. Billede via Don P. Mitchell

En engang blå Venus?

Den nuværende videnskabelige opfattelse af Venus hævder, at planeten på et tidspunkt i fortiden havde meget mere vand, end den knogttørre atmosfære antyder i dag - måske endda oceaner. Men da solen blev varmere og lysere (en naturlig konsekvens af aldring), steg overfladetemperaturerne på Venus, hvilket til sidst fordampede ethvert hav og have.

Med stadig mere vanddamp i atmosfæren gik planeten ind i en løbende drivhustilstand, hvorfra den ikke kunne komme sig. Hvorvidt platetektonik i jordstil (hvor det ydre lag af planeten er brudt op i store, mobile stykker) nogensinde opereret på Venus, vides ikke. Vand er kritisk for, at pladetektonik kan fungere, og en løbende drivhuseffekt ville effektivt lukke den proces ned, hvis den havde fungeret der.

Men afslutningen af ​​pladetektonik ville ikke have stavet slutningen på den geologiske aktivitet: Planeten s betydelige indre varme fortsatte med at producere magma, der hældes ud som voluminøse lavastrømme og dukkede op over det meste af planeten. Faktisk er den gennemsnitlige overfladealder på Venus omkring 700 millioner år meget gammel, bestemt, men meget yngre end de flere milliarder år gamle overflader på Mars, Merkur eller månen.

En kunstner s indtryk af, hvordan en tidligere vandrig Venus kan have set ud. Billede via Daein Ballard

Udforskningen af ​​Planet 2

Venus-as-a-wet-world view er bare en hypotese: Planetforskere ved ikke, hvad der fik Venus til at adskille sig så meget fra Jorden, og heller ikke, selv om de to planeter virkelig startede med de samme forhold. Mennesker ved mindre om Venus end vi gør om de andre indre solsystemplaneter, stort set fordi planeten udgør flere unikke udfordringer ved dens udforskning.

For eksempel er det nødvendigt med radar for at gennembore de uigennemsigtige svovlsyreskyer og se overfladen. Det er meget vanskeligere end de let synlige overflader på Månen eller Merkur. Og den høje overfladetemperatur 470 grader Celsius (880 grader Fahrenheit) betyder, at konventionel elektronik ikke varer mere end et par timer. Det er langt fra Mars, hvor rovere kan operere i mere end et årti. Til dels på grund af varmen, surheden og den skjulte overflade, har Venus derefter ikke haft et vedvarende efterforskningsprogram i løbet af de sidste par årtier.

Lys med synlig bølgelængde kan ikke trænge igennem det tykke skylag på Venus. I stedet kræves radar for at se overfladen fra rummet. Dette er en global radarmæssig mosaik af planeten, samlet med data, der er returneret af Magellan-missionen. Billede via SSV / MIPL / MAGELLAN TEAM / NASA

Når det er sagt, har der været to dedikerede Venus-missioner i det 21. århundrede: Det Europæiske Rumfartsagentur Venus Express, der opererede fra 2006 til 2014, og det japanske rumfartsundersøgelsesagenturs Akatsuki-rumfartøj, der i øjeblikket er i kredsløb.

Mennesker har ikke altid ignoreret Venus. Det var engang elskelsen ved planetarisk efterforskning: Mellem 1960'erne og 1980'erne blev ca. 35 missioner sendt til den anden planet. NASA Mariner 2-missionen var det første rumfartøj, der med succes gennemførte et planetarisk møde, da det fløj forbi Venus i 1962. De første billeder, der vendte tilbage fra overfladen af ​​en anden verden, blev sendt fra den sovjetiske Venera 9-lander, efter at den rørte ned i 1975. Og Venera 13 lander var det første rumfartøj, der returnerede lyde fra overfladen af ​​en anden verden. Men den sidste mission, som NASA lancerede til Venus, var Magellan i 1989. Dette rumfartøj afbildede næsten hele overfladen med radar, før det planlagte undergang i planetens atmosfære i 1994.

Magellan-missionen blev lanceret fra Atlantis 'lastbugt den 4. maj 1982. Rumfartøjets antenne med høj forstærkning er synlig øverst på billedet. Billede via NASA.

Tilbage til Venus?

I de sidste par år er flere NASA Venus-missioner blevet foreslået. Den seneste planetariske mission, som NASA valgte, er et atomdrevet håndværk kaldet Dragonfly, bestemt til Saturns måne Titan. Et forslag til måling af sammensætningen af ​​Venusoverfladen blev imidlertid valgt til videre teknologiudvikling.

Andre missioner, der overvejes, inkluderer en af ​​ESA til at kortlægge overfladen i høj opløsning og en russisk plan om at bygge videre på dens arv som det eneste land, der med succes har sat en lander på Venus 'overflade.

Cirka 30 år efter at NASA satte kurs mod vores helvede nabo, ser fremtiden for Venus-efterforskning lovende ud. Men en enkelt mission - en radarbane eller endda en langlevet lander - vil ikke løse alle de enestående mysterier.

Snarere er det nødvendigt med et vedvarende efterforskningsprogram for at bringe vores viden om Venus til det sted, hvor vi forstår det såvel som Mars eller månen. Det vil tage tid og penge, men jeg tror, ​​det er det værd. Hvis vi kan forstå, hvorfor og når Venus blev som den er, får vi et bedre greb om, hvordan en jord i verdensstørrelse kan udvikle sig, når den er tæt på sin stjerne. Og under en stadigt lysende sol kan Venus endda hjælpe os med at forstå selve Jordens skæbne.

Paul K. Byrne, assisterende professor i planeten geologi, North Carolina State University

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.

Nederste linje: En planetvidenskabsmand forklarer, hvorfor det er vigtigt at udforske planeten Venus.