РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Планета, на которой не выдерживает даже электроника. Что мы ищем на Венере?

На фоне нашествия землян на Марс незамеченной осталась новость, что Россия начала разработку оборудования для миссии на ближайшую к Земле планету — «Венера-Д». Последняя высадка аппаратов на Венеру была в 1985 году, а с тех пор было всего три орбитальные миссии и еще столько же пролетных — то есть аппараты постарались что-то узнать по дороге к своей основной цели. Почему туда так редко летают и что вызвало интерес к планете?
Планета, на которой не выдерживает даже электроника. Что мы ищем на Венере?
Alamy/Legion Media

"Русская планета"

«Венера — сложная для исследований планета, — объясняет Людмила Засова, заведующая лабораторией спектроскопии планетных атмосфер ИКИ РАН, соруководитель российско-американской Объединенной научной группы (ИКИ — "Роскосмос" — NASA) по разработке проекта "Венера-Д". — Плотный 20-километровый облачный слой из капель серной кислоты не позволяет наблюдать поверхность извне, при этом совершить посадку в "ад", где давление на поверхности 92 атмосферы (как в океане на глубине 1 км), а температура 480 °С, — задача очень сложная, поэтому к ней так мало миссий».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Венера активно изучалась в 1970–1980-х годах СССР и США — странами с самыми развитыми космическими отраслями. При этом 10 советских станций смогли проработать на поверхности от 1 до 2 часов, а США не ставили целью посадку на поверхность. Людмила Засова напомнила, что вплоть до первых космических полетов к этой планете в 60-х годах ХХ века считалось, что на планете есть жизнь: «Ходят динозавры, растут папоротники, разливаются озера нефти».

Радиолокационное изображение северных широт Венеры с космического корабля СССР "Венера-16"
Радиолокационное изображение северных широт Венеры с космического корабля СССР "Венера-16"
NASA/VRS/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Дело в том, что хотя атмосфера Венеры была открыта Михаилом Ломоносовым в 1761 году, еще 200 лет после этого не было возможности наблюдать поверхность планеты из-за вышеупомянутого слоя облаков, расположенного на высоте от 50 до 70 км.

Интересно, что первые посадочные аппараты серии «Венера» даже были рассчитаны на посадку на воду (жидкость). «Венера-1» в 1961 году промахнулась мимо планеты, а все последующие были раздавлены в атмосфере Венеры еще при спуске — никто не догадывался о давлении. Только в 1970 году «Венере-7» удалось совершить первую мягкую посадку. Последующие полеты к соседней планете показали, что на поверхности температуры царит настоящий ад.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Искать жизнь в таких условиях предлагали только оптимисты, даже аппаратам приходилось нелегко. Тем не менее к Венере в ХХ веке отправили более двух десятков орбитальных зондов, посадочных аппаратов и даже аэростатов для изучения геологии, сейсмической активности и особенностей атмосферы Венеры. Большую часть проектов проводил СССР, который даже сделал фотографии Венеры, и ее называли в те времена «русской планетой».

А вот в ХХI веке внимание явно переключилось на Марс — к Венере отправились только орбитальные экспедиции Европейского космического агентства «Венера-Экспресс» (2005 год) и японская миссия «Акацуки» (2010 год, но вышла она на орбиту только в 2015 году), вскоре свой орбитальный аппарат планирует запустить Индийское космическое агентство.

Радарные исследования с орбиты позволяют изучать общие детали рельефа и движение ветров в верхнем слое облаков. Но с орбиты ее изучение очень ограничено: «Из-за плотного 20-километрового слоя облаков очень сложно изучать поверхность и подоблачную среду. Нужны прямые измерения в атмосфере и на поверхности», — объясняет Людмила Засова.

Венера похожа на Землю по размерам и массе, но условия там адские

Научная группа по созданию концепции миссии «Венера-Д» работала в период с 2015 по 2018 год. Но финансовые вопросы не позволяли приступить к проектированию аппарата раньше. Лев Зеленый, научный руководитель ИКИ РАН, рассказал про 550 млн рублей, которые пойдут на начальную стадию проектирования, общую стоимость проекта оценили в 16-17 млрд рублей. Запуск миссии планируют на 2029 год — по меркам серьезных миссий это очень скоро. Что там искать?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Солнечная система: солнце, Земля и Венера
Солнечная система: солнце, Земля и Венера
Alamy/Legion Media
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Возможно, на выделение денег повлияла эйфория из-за открытия английскими учеными в облачном слое Венеры фосфина как раз там, где предполагается существование жизни. Этот газ, соединение фосфора и водорода, — биомаркер на Земле, то есть обычно он возникает как продукт жизнедеятельности анаэробных организмов. Жизнь на Венере? О, это сразу вывело бы планету в фавориты в борьбе с Марсом за внимание землян. Конечно, страна, которая первой сможет обнаружить инопланетную жизнь, платиновыми буквами впишет себя в историю науки. Сейчас сведения по фосфину в атмосфере Венеры не подтвердились, но это привлекло к планете внимание международного сообщества.

«Живые организмы на Земле находят везде, бактерии экстремофилы живут даже в жерлах вулканов, в верхней атмосфере, в коре и мантии Земли, в кислотных источниках. Но на поверхности Венеры мы не ожидаем найти жизнь, слишком агрессивные условия», — охлаждает энтузиазм мечтателей Людмила Засова. И тут же дает надежду: «А вот в облаках температура и давление близки к земным, есть углерод, сера, хлор, фосфор, а в каплях 75% серной кислоты есть молекулы воды — все необходимое для существования анаэробные бактерий. Более того, одна из загадок Венеры — поглощение атмосферой солнечного излучения в ультрафиолетовом диапазоне. Природа так называемого ультрафиолетового поглотителя неизвестна. Он находится в верхнем облачном слое, где условия близки к земным. Возможно, за это поглощение отвечают колонии бактерий — на Земле существуют классы микроорганизмов, которые имеют аналогичную полосу поглощения в спектре». Это только одна из гипотез, но какая вдохновляющая.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Венера-Д
«Венера-Д»
Роскосмос
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Поиск жизни — наиболее понятная научная цель для широкой аудитории. Но для ученых есть загадки и по планетологии. Например, почему Венера вращается вокруг своей оси в направлении, обратном своему вращению вокруг Солнца. Из планет Солнечной системы аналогичная ситуация только с Ураном. Но у Венеры еще этот период нестандартно большой — 243 земных суток, даже больше венерианского года: оборот вокруг Солнца соседняя планета делает за 224 земных суток. Также можно отметить суперротацию — атмосфера на верхней границе облаков (на высоте 70 км) вращается в 60 раз быстрее поверхности — период вращения около 4 суток, скорость ветра — около 350 км/ч.

Людмила Засова называет Венеру «климатической лабораторией». Венера очень похожа на Землю по размерам и массе. Она несколько ближе к Солнцу, но столь разительный контраст в температуре объясняется в первую очередь парниковым эффектом. Как Венера докатилась до такого адского состояния?

Станет ли Земля второй Венерой?

«Эта планета — действующая климатическая лаборатория для изучения эволюции климата, включая и земной», — рассказывает Людмила Засова. Почему планеты-сестры близкие по размерам, массе, сформировавшиеся из того же протопланетного материала, так разошлись в процессе эволюции? Комфортные условия для жизни на Земле, а на Венере — адский климат: горячая плотная атмосфера из углекислого газа и азота, с облаками из капель серной кислоты и с обилием сернистых газов? Для этого надо изучить процессы в атмосфере, на поверхности, внутреннее строение Венеры.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
NASA/JPL-Caltech
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Людмила Засова рассказывает, что в первые 2 млрд лет существования (возраст Венеры около 4,5 млрд лет, как и у Земли) на ней могли быть океаны и зародиться жизнь. Но накапливавшееся в недрах тепло сбрасывалась вулканическими извержениями, потому что у Венеры нет тектоники плит. Вулканы выбрасывали в атмосферу углекислый газ, пыль и оксиды серы и помогли сформировать атмосферу, которая обладала парниковым эффектом.

Как и у Марса, у Венеры нет собственного магнитного поля, которое, например, защищает Землю от смертоносных космических лучей и солнечного ветра. Солнечный ветер сдул с Марса большую часть атмосферы, а Венеру лишил воды (сейчас ее в сто тысяч раз меньше, чем на Земле). Но не сдул углекислый газ — притяжение Венеры почти в 2,5 раза выше, чем у Марса, и близко к земному.

На Земле углерод связан в карбонатах в океане и в вечной мерзлоте, а на Венере — в атмосфере в виде углекислого газа, который делает вклад в парниковый эффект. Опасность глобального потепления на Земле возникает из-за роста температур и испарения океанов, таяния вечной мерзлоты; углерод выделяется в атмосферу, поскольку человек использует его источники, а это приводит к разгону неконтролируемого парникового эффекта.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Из-за гигантских извержений, которые происходили где-то 0,5—1 миллиард лет назад, базальтовой лавой было залито 85% поверхности Венеры. Эту картину и увидели на панорамах Венеры, переданных с поверхности советскими аппаратами «Венера-9», 10, 13, и 14 около полувека назад. Но если на Венере была жизнь, надежда найти ее следы осталась — на тессерах, каменистых возвышенностях.

«Для человечества Венера — самая важная планета в Солнечной системе. Она представляет особый интерес в связи с проблемой глобального потепления и изменения климата Земли», — считает Людмила Засова. Она уверена, что изучение Венеры поможет понять понять, не движется ли наш климат постепенно в сторону венерианского, а также роль человеческой фактора в изменении климата.

Кроме того, множество открываемых экзопланет (планеты вне Солнечной системы) оказываются похожими на Венеру, но из-за гигантских расстояний они пока недоступны для подробного изучения. Получается, что мы можем изучать типичного представителя экзопланет рядом с нами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
"Венера-Д" станет первой российской миссией к "русской планете"
"Венера-Д" станет первой российской миссией к "русской планете"
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Следы жизни будут искать в облаках Венеры

«Объединенной научной группой ИКИ-Роскосмос-NASA по проекту Венера-Д» в 2016–2019 годах была сформулирована концепция российской миссии «Венера-Д» с участием NASA. Российская часть — базовая миссия, которая включает орбитальный и большой посадочный аппараты. Людмила Засова отмечает, что при создании новых устройств используют советский опыт: 10 вышеупомянутых аппаратов, проработавших на поверхности Венеры 1-2 часа, создавались в НПО им. С. А. Лавочкина, входящем сейчас в госкорпорацию «Роскосмос». Новый аппарат будет рассчитан на такое же время работы, но будет снабжен уже самой современной научной аппаратурой, например, будут установлены панорамные и посадочные камеры, а также камеры с высоким разрешением съемки — до долей миллиметра. С поверхности возьмут пробы грунта, затянут внутрь аппарата и там проведут их анализ. Все данные передадут на Землю через орбитальный аппарат, что позволит повысить объем пересылаемых данных. Посадочный зонд — основной элемент миссии. Орбитальный зонд будет исследовать Венеру не менее десяти лет.

Так как измерения в подоблачной атмосфере и на поверхности исключительно важны для изучения Венеры, но не проводились уже почти 40 лет, в состав комплекса «Венера-Д» кроме большого российского посадочного аппарата предполагается включение высокотехнологичных модулей NASA: два типа малых долгоживущих станций, которые смогут проработать в венерианских условиях 60 и 120 суток (венерианские сутки длятся 117 земных суток). Это относительно простые станции, зато они могут работать при температуре 500 °С без термоизоляции. Их задача — изучение колебаний температуры и давления, ветров и сейсмики. Также NASA предполагает создать атмосферный зонд с переменной высотой плавания в облачном слое от 52 до 62 км — именно на этих высотах условия близки к земным, поэтому на аэростате будут установлены приборы с целью поиска жизни. Людмила Засова рассказала, что в 2020 году американские коллеги сообщили о завершении испытаний элементов 60-дневных станций в камерах с условиями, близкими к венерианским.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Инструменты миссии позволят изучить внутреннее строение, состав и геологию поверхности Венеры, ее сейсмическую активность и вулканические процессы. В атмосфере интересны перераспределение энергии, динамика и состав, причина парникового эффекта, а также природа «неизвестного» УФ-поглотителя.

Пуск в 2029 году кажется далеким событием, но все сложные космические проекты требуют многолетней подготовки. Мы не можем ожидать таких же впечатляющих изображений раскаленной поверхности, где плавятся металлы, как с холодного Марса. Но ведь речь идет об очень странной планете, которая скрывает свою поверхность под непрозрачным облачным слоем.

На планетах, к которым рвется человечество, даже электроника не выдерживает. И тем не менее мы стремимся найти там следы существующей или прошлой жизни, чтобы наконец понять: наша жизнь на планете Земля — это невероятно счастливая случайность или проявление природной закономерности?

Загрузка статьи...