В начале ХХ века популярная научная фантастика изображала Венеру как чудесное зеленое место с комфортным климатом. Задолго до эпохи Blue Origins и SpaceX, в начале 1950-х, Планетарий Хейдена в Американском музее естественной истории принимал от посетителей туристическое «бронирование». Все, что нужно было сделать — указать свой адрес и поставить галочку возле желаемой планеты — включая Венеру.
Сегодня Венеру едва ли можно назвать мечтой космического туриста. Атмосфера планеты на 97% состоит из углекислого газа, ее окутывают облака серной кислоты, давление на поверхности в 92 раза больше, чем на Земле, а дневная температура превышает 400 °C. Несмотря на это, в рамках программы HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) NASA работает над концепцией пилотируемой миссии на Венеру. О ней в колонке для The Conversation рассказали Гаррет Дорриан и Ян Уиттакер — планетологи из Ноттингемского университета (Великобритания).
Негостеприимная планета
Поверхность Венеры представляет собой бесплодный скалистый пейзаж, состоящий из обширных равнин базальтовой породы и нескольких горных районов. Температура здесь выше, чем на Меркурии — около 460 °C. Это больше температуры плавления многих металлов, включая висмут и свинец, которые могут выпадать как «снег» на венерианские горные вершины.
Также Венера геологически молода. Есть признаки, что на ней продолжается вулканическая деятельность, поверхность плавится, выделяет тепло и снова затвердевает. Определенно, пугающая перспектива для любых посетителей. Но идея новой миссии NASA — не высаживать людей на опасную поверхность, а использовать плотную атмосферу Венеры как исследовательскую базу.
Официальная дата миссии HAVOC пока не объявлена публично. Она является частью долгосрочного проекта и будет полагаться на успех тестовых автоматизированных миссий.
Благодаря современным технологиям такая миссия действительно возможна. NASA планирует использовать дирижабли, которые смогут долго оставаться в венерианской атмосфере.
«Островок безопасности» в атмосфере
Как ни странно, верхние слои атмосферы Венеры — самое земное место в Солнечной системе. На высоте 50−60 км давление сопоставимо с давлением на вершине горы Килиманджаро, а температура колеблется между 20 и 30 °C.
Атмосфера над этой высотой также достаточно плотная, чтобы защитить исследователей от ионизирующего излучения из космоса. Близость Солнца при этом обеспечивает еще большее количество доступной солнечной радиации, которую можно использовано для генерации энергии (примерно в 1,4 раза больше, чем на Земле).
Согласно концепту, подгоняемый ветром дирижабль будет «плавать» вокруг планеты, а заполнить его можно воздухом. Это возможно, поскольку смесь кислорода и азота менее плотная, чем атмосфера Венеры, и сможет создать подъемную (выталкивающую) силу.
Атмосфера Венеры состоит из 97% углекислого газа, около 3% азота и следовых количеств других газов. Серная кислота в ней образует плотные облака и является основным источником ее видимой яркости при наблюдении с Земли. На самом деле планета отражает около 75% света, который падает на нее с Солнца. Этот высоко отражающий облачный слой существует между 45 км и 65 км, с дымкой капель серной кислоты примерно до 30 км. Таким образом, конструкция дирижабля должна быть устойчивой к коррозионному воздействию этой кислоты.
У нас уже есть технология, необходимая для преодоления этой проблемы. Некоторые коммерчески доступные материалы, в том числе тефлон и ряд пластмасс, имеют высокую кислотную стойкость и могут использоваться для наружной оболочки дирижабля. Учитывая все эти факторы, возможно, человек мог бы прогуляться вне дирижабля, имея лишь костюм химической защиты и баллон с воздухом.
Перспективы жизни на Венере
Поверхность Венеры была картирована с помощью орбитального станции в миссии NASA «Магеллан». Тем не менее лишь несколько мест на планете были исследованы спускаемыми советскими аппаратами «Венера» в 1970-х годах. Эти зонды доставили первые (и пока единственные) снимки поверхности Венеры. Условия на ней кажутся совершенно неприемлемыми для любой жизни, но верхняя атмосфера — совсем другое дело.
На Земле существуют некоторые виды экстремофильных организмов, которые смогут выжить в атмосфере Венеры на высоте, на которой будет летать HAVOC.
Такие виды, как Acidianus infernus, можно встретить в кислотных вулканических озерах в Исландии и Италии. Также в земных облаках были обнаружены микробы, рожденные в воздухе. Ничто из этого не доказывает, что в атмосфере Венеры существует жизнь, но эту возможность может исследовать миссия, подобная HAVOC.
Современные климатические условия и состав атмосферы являются результатом безудержного парникового эффекта, который превратил Венеру из гостеприимного «близнеца» Земли в кислотный ад. В настоящее время мы не ожидаем, что Земля подвергнется аналогичному экстремальному сценарию, но пример Венеры демонстрирует, что драматические изменения климата планеты могут произойти при определенных физических условиях.
Человечество все еще знает относительно немного о Венере, несмотря на то, что это наш ближайший сосед. Но узнав, как две очень похожие планеты могут иметь такое разное прошлое, поможет нам понять эволюцию Солнечной системы и, возможно, других звездных систем.
Читайте также: К 2040 году у нас будет колония на Марсе: Роберт Зубрин о миссии на Красную планету и проблемах c NASA