Чи можна в найближчому майбутньому відправити людей на Венеру

Тема пошуку альтернативних планет для життя завжди цікавила науковців. Однак зараз, під час реальної загрози ядерної війни, ця тема стала як ніколи актуальною.

Венера — найближча до Землі планета, на якій підозрюють наявність живих організмів. Про те, як зараз просуваються дослідження Венери і чи збираються туди відправляти пілотовані місії пише Ендрю Коутс, професор фізики Університетського коледжу Лондона, заступник директора Лабораторії космічних наук ім. Мулларда. Оригінал статті опубліковано на the Conversation, переклад підготували Новини.LIVE.

Венера: проблеми з відправкою туди людей

Венера, яку часто називають планетою-близнюком Землі, сформувалася ближче до Сонця і з того часу еволюціонувала зовсім інакше, ніж наша планета. Вона має парниковий ефект, що "втікає" (тобто тепло повністю утримується), густу атмосферу, багату на вуглекислий газ, і поверхню, достатньо гарячу, щоб розплавити свинець, а також не має магнітного поля.

Кілька безпілотних наукових місій вивчатимуть, як і чому це сталося, протягом наступного десятиліття. Але зараз деякі науковці хочуть відправити туди і пілотовану місію для прольоту. Чи гарна це ідея?

Маючи трохи менший діаметр, ніж Земля, Венера обертається ближче до Сонця. Це означає, що будь-яка вода на поверхні випарувалася б незабаром після її утворення, започатковуючи парниковий ефект. Ранні й тривалі виверження вулканів створили лавові рівнини і збільшили вміст вуглекислого газу в атмосфері, також запустивши парниковий ефект, який підвищив температуру з трохи вищого, ніж на Землі, рівня до нинішнього високого значення в 475 градусів за Цельсієм.

Хоча рік на Венері коротший за земний (225 діб), її обертання навколо осі дуже повільне (243 доби) і "ретроградне" — у зворотному напрямку до Землі. Повільне обертання пов'язане з відсутністю магнітного поля, що призводить до постійної втрати атмосфери. Атмосфера Венери "суперобертається" швидше, ніж сама планета. Знімки з багатьох місій показують V-подібні візерунки хмар, що складаються з крапель сірчаної кислоти.

Незважаючи на суворі умови, деякі вчені припускають, що хмари Венери можуть на певних висотах містити умови, придатні для життя. Нещодавні вимірювання, які, вочевидь, показали наявність у хмарах Венери фосфіну — потенційної ознаки життя, оскільки він безперервно виробляється мікробами на Землі, — викликали бурхливі дискусії. Очевидно, що нам потрібно більше вимірювань і досліджень, щоб з'ясувати, звідки він походить.

Майбутні місії

Те, що ми знаємо про Венеру зараз, було зібрано завдяки кільком минулим зондам. У 1970-1982, наприклад, радянські зонди "Венера 7-14" змогли здійснити посадку на сувору поверхню Венери, протриматися на ній до двох годин і надіслати назад зображення і дані. Але залишаються питання про те, як Венера еволюціонувала так, що настільки відрізняється від Землі. І це також важливо для розуміння того, які планети, що обертаються навколо інших зірок, можуть мати життя.

Наступне десятиліття обіцяє бути багатим для дослідників Венери. У 2021 році NASA обрала дві місії, Veritas та DaVinci+, які мають бути запущені у 2028-2030 роках. Європейське космічне агентство обрало місію EnVision для запуску на початку 2030-х років. Це взаємодоповнюючі безекіпажні місії, які дадуть нам глибше розуміння середовища та еволюції Венери.

Veritas складе карту поверхні Венери, щоб визначити геологічну історію, склад гірських порід і важливість ранньої води. DaVinci+ включає орбітальний апарат і невеликий зонд, який спуститься крізь атмосферу і виміряє її склад, вивчить формування та еволюцію планети і визначить, чи був на ній коли-небудь океан. EnVision вивчатиме поверхню планети, надра та атмосферні мікроелементи. Він використовуватиме радар для картографування поверхні з кращою роздільною здатністю, ніж будь-коли раніше.

Індія також планує місію без екіпажу, Shukrayaan-1, а росія запропонувала Venera-D.

Чи потрібні нам польоти з екіпажем?

Ідея пілотованого обльоту Венери була запропонована наприкінці 1960-х років і передбачала використання капсули "Аполлон" для польоту людей навколо планети. Але ця ідея закінчилася, коли закінчився "Аполлон". Зараз проєкт "Артеміда" з обльоту Місяця та інші ідеї пілотованих місій призвели до того, що ця задумка знову обговорюється — востаннє в статтях журналів і на нещодавньому засіданні Міжнародної астронавтичної федерації, яка є правозахисною організацією, у вересні 2022 року.

Ідея полягає в тому, щоб здійснити політ пілотованого космічного корабля навколо Венери і повернутися на Землю. Це дозволило б науковцям випробувати технології далекого космосу, наприклад, як керувати екіпажем зі значними часовими затримками при зв'язку із Землею. Таким чином, це могло б підготувати нас до більш складної пілотованої місії на Марс. Проте екіпаж не здійснюватиме жодних посадок чи досліджень атмосфери на Венері — умови там надто суворі.

Дослідники, які підтримують цю ідею, стверджують, що можна також використовувати гравітацію Венери для зміни курсу космічного апарату до Марса, що може заощадити час і енергію порівняно з прямим польотом з Землі на Марс. Це тому, що останній варіант вимагав би вирівнювання орбіт двох планет, а це означає, що потрібно було б чекати на потрібний момент як на шляху туди, так і назад. Проте, оскільки місія з екіпажем на Марс була б дуже складною, прямий політ з Землі на Марс спростив би конструкцію.

Відправлення людей на планету, яка може містити живі організми, також не полегшить їхный пошук. Це ризиковано — ми можемо забруднити атмосферу ще до того, як знайдемо життя. Найкраще шукати біохімічні ознаки життя за допомогою зондів, що не прикріплені до землі. Також виникнуть значні температурні виклики і підвищена радіація від сонячних спалахів через ближчу відстань до Сонця.

І, на жаль, за допомогою такої місії можна було б отримати лише кілька годин даних про вхідні і вихідні траєкторії. Це була б дуже дорога авантюра, яка, без сумніву, дала б певні дивовижні знімки і корисні додаткові дані. Проте це мало б що додало до детальних і набагато триваліших спеціальних досліджень, які зараз плануються. Тому я вважаю, що ймовірність польоту екіпажу на Венеру є дуже малою.

Були також концептуальні, більш надумані дослідження — зокрема відправка пілотованих дирижаблів для зависання в атмосфері Венери, замість того, щоб просто пролетіти повз неї. Це гарна ідея, яка може дати більше наукової користі, ніж проліт повз, але поки що вона залишається далекою і нереалістичною концепцією.

Зараз ми здійснюємо лише пілотовані дослідження на низькій навколоземній орбіті. Проте проєкт "Артеміда" має на меті здійснити політ людей навколо Місяця і побудувати на місячній орбіті станцію, яка називатиметься "Шлюз". Це робиться для наукових досліджень, уможливлення висадки екіпажів на Місяць і, що особливо важливо, для випробування технологій далекого космосу, таких як дозаправка і робота у віддаленому середовищі, які в довгостроковій перспективі можуть допомогти нам дістатися до Марса, не проводячи тренувань на Венері.

Ендрю Коутс, професор фізики Університетського коледжу Лондона, заступник директора Лабораторії космічних наук ім. Мулларда