Sagen for at rejse til Venus

David Grinspoon så ud som om nogen var død. Det var januar 2017, og astrobiologen havde lige modtaget dårlige nyheder.

Relateret indhold

• For at forstå eksotiske eksoplaneter, bør vi starte i vores egen baghave
• Hvem skal man betale, når mennesker begynder at kolonisere andre planeter?
• Forskere ser syv jordstørrede planeter, der kredser rundt en stjerne i nærheden

NASA havde for nylig annonceret resultaterne af sin Discovery Program-konkurrence, der ville beslutte, hvor agenturet ville sende sin næste rumfartssonde. Valgmulighederne: to asteroide-missioner eller to individuelle Venus-kredsløb (en anden mulighed involverede et infrarødt rumteleskop). Grinspoon havde undersøgt Venus i det meste af sin 30-årige karriere. Men NASA, til hans ubehag, var gået med asteroiderne.

”Folk taler om at finde Jorden 2.0, ” fortalte Grinspoon mig på American Astronomical Society's vintermøde, frustration tydeligt i hans stemme. "Vi har Earth 2.0 der sidder lige der, og vi ignorerer den."

I løbet af de sidste 65 år har NASA sendt ni kredsløb og otte landere eller rovere til Mars og udløst en bølge af offentlig fascination af Den Røde Planet. I samme periode har agenturet sendt bare tre kredsløb til Venus, planeten, hvis størrelse og masse er så tæt på vores egen, at det ofte kaldes "Jordens tvilling." Det er en skam, siger Grinspoon, fordi Venus har potentialet for at fortælle os langt mere om både vores egen planet og jordlignende verdener omkring andre soler.

I dag er Venus en ulmende dødsfælde med en tyk atmosfære, der fanger varme i en ekstrem version af Jordens egen global opvarmningseffekt. Men det var engang vært med flydende oceaner og kan have været solsystemets første beboelige planet. At forstå, hvad der gjorde, at Venus-spiralen blev kontrolleret, kunne hjælpe forskere med at forstå, hvordan flere livsvenlige planeter er i stand til at forblive gæstfri, samt give et antydning af, hvad Jorden kunne møde, hvis vores egen atmosfære vender for langt væk fra banen.

”Det er utroligt videnskabeligt overbevisende at forstå en planet, der i det væsentlige er i den samme del af solsystemet, i samme størrelse som Jorden, den samme jordmasse - og alligevel er så anderledes, ” siger planetgeolog David Senske, forskningsforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i Californien, der har arbejdet med Grinspoon. Senske ser også allerede mod den næste potentielle Venus-mission.

Men efter det seneste nederlag er Grinspoon ikke så sikker. ”Til sidst vil det ske, men jeg holder ikke vejret, ” siger han. ”Som Charlie Brown har jeg løbet til at sparke den fodbold mange gange og endte på jorden, kigge op på himlen og spekulerer på, hvad der skete.”

En hård nød til at revne

Når det kommer til beboelige verdener, har astronomer en tendens til at fokusere på det, der er kendt som Goldilocks-zonen, eller zone med beboelighed: det smalle bånd af plads, hvor en planet hverken er for varm eller for kold til, at der findes flydende vand på overfladen. Derfor er eksoplaneter, der kredser rundt om deres stjerner i lige den rigtige afstand - som tre af de syv planeter i det nyligt opdagede TRAPPIST-1-system - en tendens til at tiltrække megen opmærksomhed. Vi håber, at man ender med at blive den lige ret skål med grød, der kan opretholde livet.

Jordens forhold betragtes naturligvis som det ideelle til at huske liv. Men hvis Jorden er det ideelle, er Venus en temmelig tæt match. Ved 7.500 miles i diameter er Morning Star kun lidt mindre end Jorden og lidt mindre massiv. Og på trods af det nuværende tørre klima, har observationer fra NASAs Pioneer-mission antydet, at planeten engang havde et flydende hav, og modeller, som Grinspoon arbejdede med, antyder, at havet kan have varet i milliarder af år, hvilket har givet livet god tid til at udvikle sig.

På et tidspunkt overtog planetens atmosfære imidlertid. En overdreven kuldioxid udløste en ekstrem global opvarmningseffekt, hvilket resulterede i ødelæggelse af planetens mest beboelige regioner. I dag når temperaturerne på overfladen en brændende 470 grader celsius, og det knuste overfladetryk kan sammenlignes med det, du finder mere end en halv mil under Jordens oceaner. De tætte skyer af svovlsyre tjener kun til at gøre planeten mere skræmmende.

Det kan hjælpe med at forklare, hvorfor NASA har været tøvende med at investere i at udforske planeten og foretrækker at henlede sin opmærksomhed mod den mindre truende Mars eller andre dele af solsystemet. Når det kommer til at forstå, hvordan planeten blev så helvede, ”Venus er en hård nød til at knække, ” siger Senske.

Ifølge Jim Green, direktør for NASAs planetvidenskabsafdeling, skyldes en del af grunden til, at agenturet har rykket væk fra Venus i de seneste år på rigdommen af ​​potentielle mål, der er tilgængelige at udforske. ”Vi har en sådan forlegenhed over rigdom i dette solsystem, ” siger Green. Finansiering er som altid et andet problem: "Vi har så mange ting, at vi vil gøre, at vi bare ikke kan gøre det hele."

Alligevel insisterer Green på, at rumfartsagenturet ikke permanent har forladt Jordens tvilling. ”Vi ser alvorligt på Venus - vi har altid været seriøse overfor Venus, ” siger han. Han påpeger, at NASA også tog en kort hiatus fra Mars, inden han dykkede ind med den nyeste nysgerrighedsmission og kredsløb. Naturligvis varede Den Røde Plants pause mindre end et årti - mens NASAs sidste Venus-mission, Magellan, sluttede i 1994.

Venus viser sig måske ikke moden for livet i dag, men det kan hjælpe forskere med at finde ud af, hvad de skal kigge efter, da de undersøger potentielt beboelige verdener ud over solsystemet. At forstå, hvor meget af planetens nedadgående spiral relaterer til dens placering, og hvor meget, der er afhængig af andre karakteristika, kan hjælpe forskere med at finde ud af, hvilken af ​​de klippefyldte, jordstørrede verdener omkring andre stjerner kan være beboelig - og hvilken kan ende med at blive en anden Venus.

”Hvis vi ønsker at vide, hvordan man mister beboelse i den inderste kant af den beboelige zone, er der ikke et bedre sted at se ud end Venus, ” siger Grinspoon.

Exoplanet-forskere er først lige begyndt at lære om de uklare atmosfærer fra fjerne verdener med et stærkt fokus på de mere massive gasgiganter. I det sidste årti har de vendt Hubble-rumteleskopet mod ekso-atmosfærer, og NASAs kommende James Webb-teleskop, skulle hjælpe med at dele skyerne endnu mere, når det lanceres i 2018. Da vores evne til at undersøge eksoplanet-atmosfærer forbedres, kunne Venus 'skyer hjælpe os dechiffrer andre stenede eksoplaneter.

”Det kommer virkelig ned på den atmosfæriske karakterisering af disse verdener for at vide, hvordan det er. Det vil være nøglen i fremtiden, ”siger Hannah Wakeford, en exoplanet videnskabsmand ved NASAs Goddard Space Flight Center, der undersøger atmosfærerne i verdener uden for solsystemet. ”At forstå de kritiske forskelle mellem vores to planeter er virkelig en vigtig ting, vi skal gøre.”

Stiger Venus?

Selvom NASA ikke har sendt en mission til Venus på næsten 30 år, har agenturet holdt et vandrende øje på planeten. Galileo og Cassini fløj begge forbi på vej til de ydre planeter, og MESSENGER snakede et kig på vej til Merkur.

Faktisk hjælper USA muligvis med den næste russiske mission til Venus. Senere i denne uge mødes et team af NASA-sponsorerede videnskabsmænd med det russiske videnskabelige akademi for rumforskningsinstitut for at fortsætte arbejdet med den foreslåede Venera-D-mission til Jordens tvilling, ifølge en nylig pressemeddelelse. Tidligere i år identificerede nationernes Joint Science Definition Team deres fælles videnskabelige mål for planeten, som de skitserede i en rapport, der blev offentliggjort sidste fredag.

Den russisk-ledede mission, hvis fulde navn er Venera-Dolgozhivuschaya (betyder "langvarig"), planlægger at droppe en lander på overfladen, samtidig med at den udsætter en orbiter for at foretage sine egne undersøgelser. Missionens videnskabelige mål ville fokusere på centrale spørgsmål om atmosfæren og hvordan den interagerer med overfladen, ifølge en januar-rapport. Senske, der er medformand for teamet, siger, at landerens lander ville ligne tidligere russiske landere og overleve i flere timer på overfladen - en præstation i sig selv.

”Det vigtigste spørgsmål til Venus handler om mekanismerne, der gjorde den så forskellig fra Jorden, ” siger det russiske teammedlem og planetvidenskabsmand Mikhail Gerasimov via e-mail. ”Der er en global praktisk interesse for jordens evolutionstendens.” Med andre ord kunne studiet af Venus hjælpe forskere med at identificere, om Jorden også en dag kunne ende på klimavejen uden at vende tilbage.

Denne globale bekymring er det, der har bragt Rusland og USA sammen over en foreslået Venus-mission på trods af det skiftende politiske klima i de sidste par år. Mens missionen ikke er bekræftet og først ville starte længe efter 2025, virkede Green uforstyrret over bekymringen for, at amerikansk politik kunne påvirke dens levedygtighed. ”På en måde er videnskaben den ene tilfredsstillende ting, der fortsætter uanset hvad politikken er, ” siger han og peger på, hvordan videnskabsfolk fra begge lande fortsatte med at arbejde sammen gennem den kolde krig. Han fremhævede også NASAs "vidunderlige forhold" med dets russiske modstykke, når det kommer til den internationale rumstation.

”Hvad vores rumnationer har gjort, samarbejder og samarbejder, fortjener virkelig en Nobels fredspris, ” siger han.

Hvis den bevæger sig fremad, kan Venera-D hjælpe med at trække Venus tilbage til forgrunden inden for planetarisk videnskab, da missionen søger at besvare spørgsmål om udviklingen af ​​Jorden og andre beboelige planeter i universet. Som Grinspoon påpeger, ”er der en forskel mellem jordstørrelse og jordlignende.” At finde ud af, hvad denne forskel er, kan hjælpe os med at finde ud af, hvilken af ​​verdenerne, der kredser rundt i nærheden af ​​stjerner, der virkelig er beboelige.

Efter at have været en del af et halvt dusin mislykkede Venus-missionsforslag i løbet af sin karriere, er Grinspoon stadig forsigtig med, at det nuværende missionsforslag bærer frugt. Men andre forbliver håbefulde. ”Venus 'tid kommer, ” siger Senske. "Bliv hængende. Jeg tror, ​​Venus stiger her. ”