Возвращение в ад. Почему супердержавы засобирались на Венеру

CC0 / NASA/JPL-Caltech / Художественное представление межпланетной автоматической станции NASA VERITAS на орбите Венеры

CC0 / NASA/JPL-Caltech /

Художественное представление межпланетной автоматической станции NASA VERITAS на орбите Венеры

NASA объявило о начале подготовки двух миссий к Венере, запуск намечен на 2028-2030 годы. Помимо США, планы по отправке автоматических станций есть у России, Европейского космического агентства и Индии. Одна из задач — поиск признаков жизни.

Планета, обманувшая ожидания

Венера в Солнечной системе к Земле ближе всех, поэтому у первых исследователей космоса к ней было повышенное внимание. В 1962-м до нее долетел американский «Маринер-2», в 1970-м мягкую посадку совершила советская автоматическая станция «Венера-7». СССР вообще так часто отправлял аппараты на Венеру, что ее прозвали «русской планетой».

Хотя Венера находится в наиболее благоприятной для зарождения жизни «зоне Златовласки», быстро выяснилось, что условия там адские. Температура на поверхности превышает 450 градусов Цельсия, атмосферное давление в 92 раза больше, чем на Земле, небо застилают плотные, непроницаемые для света облака серной кислоты. Осознав, что искать там жизнь бесполезно, ученые потеряли к Венере интерес. Наступил длительный период забвения.

NASA не отправляло туда аппараты более 30 лет — после станции «Магеллан», которая в 1989-м выполнила с орбиты подробное радиолокационное картографирование планеты. Советские «Вега-1» и «Вега-2» доставили на Венеру посадочные модули и аэростатные зонды в 1985-м. После этого там работали только орбитальные станции «Венера-экспресс» Европейского космического агентства (ЕКА) и «Акацуки» Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA).

Но несколько лет назад в атмосфере Венеры обнаружили потенциальный маркер жизни — газ фосфин, вырабатываемый на Земле анаэробными бактериями.

Данные, полученные с помощью инфракрасного телескопа Джеймса Кларка Максвелла (JCMT) на Гавайях в 2017-м и комплекса радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама в 2019-м, тут же начали перепроверять другие исследователи, и их выводы были не столь однозначными. Одни нашли ошибки в обработке результатов наблюдений, другие указывали на то, что из-за неправильной калибровки интерферометра фосфин перепутали с сернистым газом, спектральная линия которого совсем рядом.

Официальный сайт Европейской южной обсерватории, одного из главных партнеров ALMA, сообщил о перекалибровке данных из научного архива наблюдений, а авторы нашумевшей статьи признали, что завысили содержание фосфина в атмосфере Венеры по крайней мере в семь раз.

Тем не менее все готовящиеся миссии включили в список задач поиски признаков жизни.

Составное изображение поверхности Венеры, построенное по данным космических аппаратов NASA «Магеллан» и «Пионер Венера»

Корабль Венеры

Первым должен полететь индийский орбитальный аппарат «Шукраян-1» (в переводе — «Корабль Венеры»). Для старта планируют воспользоваться одним из двух открывающихся полетных окон — в декабре 2024 года или в середине 2026-го, в зависимости от того, когда завершится разработка. Основные цели миссии — составить карту поверхности и недр Венеры, исследовать химический состав атмосферы и ее взаимодействие с солнечным ветром.

Предполагается, что разрешение двухчастотного радара с синтезированной апертурой, размещенного на борту «Шукраян-1», будет в четыре раза больше, чем у орбитального аппарата NASA «Магеллан» — главного «картографа» Венеры. А благодаря георадару индийская миссия станет первой по изучению недр планеты.

В списке приборов также инструменты для анализа атмосферы Венеры в инфракрасных, ультрафиолетовых и субмиллиметровых волнах. Так что у индийского аппарата есть все шансы обнаружить фосфин, если он там действительно есть. Инфракрасный спектрометр пригодится и для выявления возможных вулканических процессов.

Плановая траектория полета индийской миссии «Шукраян-1» к Венере (вне масштаба)

Выбор в пользу Венеры

В феврале в NASA утвердили четыре проекта программы исследования Солнечной системы Discovery. Два касаются Венеры, а два других посвящены спутникам планет-гигантов — Ио (Юпитер) и Тритону (Нептун). На прошлой неделе миссии к Венере признали приоритетными и на каждую выделили по 500 миллионов долларов.

Проект DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging Plus) предполагает отправку к Венере космического аппарата нового поколения. Все приборы его посадочного зонда заключены в специальную сферу, выдерживающую пролет сквозь горячую и плотную атмосферу планеты. Зонд проанализирует состав атмосферы Венеры от самых верхних слоев до поверхности, уделяя особое внимание инертным газам и другим соединениям, способным прояснить природу парникового эффекта на планете.

Спуск будет снимать система из четырех камер, чувствительных к ультрафиолетовому и ближнему инфракрасному свету. Ученые также надеются с помощью этих камер получить в высоком разрешении снимки загадочных элементов поверхности Венеры, называемых тессерами, которые, по мнению некоторых исследователей, могут стать ключом к пониманию истории планеты и позволят ответить на вопрос, существовали ли когда-нибудь на Венере моря и океаны, где потенциально могла зародиться жизнь. В случае успеха зонд DAVINCI+ станет первым с 1985 года спускаемым аппаратом на Венере после советских «Вега-1» и «Вега-2».

В рамках второй миссии — VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) — NASA отправит на орбиту Венеры аппарат с мощными радиолокационными приборами, способными наблюдать сквозь плотную атмосферу, картировать поверхность планеты и искать признаки активных процессов — тектоники плит и вулканизма. Инфракрасные приборы на борту аппарата смогут определять состав пород на поверхности. Это позволит построить первую геологическую карту планеты, понять историю Венеры и природу ее отличий от Земли. С помощью прибора InSAR построят трехмерную топографическую модель.

Схема доставки на поверхность Венеры спускового зонда DAVINCI+

Российская «Венера-Д»

Запуск автоматической межпланетной станции «Венера-Д», включающей в себя орбитальный аппарат и посадочный модуль для комплексного изучения атмосферы, поверхности, внутреннего строения планеты и окружающей космической плазмы, запланирован на 2029 год.

Концепцию миссии предложили в 2003-м. В 2015-м к работе привлекли коллег из NASA. В сентябре 2020-го «Роскосмос» сообщил, что проект будет национальным. Однако несколько дней назад глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин в интервью РИА Новости уточнил, что проект «Венера-Д» вновь может стать российско-американским.

Буква «Д» в названии означает «долгоживущая». По расчетам разработчиков, сам посадочный модуль, который будет похож на спускаемый аппарат АМС «Вега», протянет на поверхности планеты не более двух-трех часов, но он доставит разработанную специалистами NASA станцию LLISSE (Long-Lived In-Situ Solar System Explorer), которая должна проработать не менее 60 суток. Предыдущий рекорд принадлежит «Венере-13» —порядка двух часов.

Хотя LLISSE по размерам — с бытовой тостер, прибор, по задумке специалистов, сможет несколько месяцев регистрировать множество параметров: температуру, давление, скорость и направление ветра, количество поступающей к поверхности солнечной энергии и некоторых веществ в нижних слоях атмосферы.

Кроме того, конфигурация миссии «Венера-Д» подразумевает установку для бурения и запуск аэростатного зонда для поиска биомаркеров в единственно потенциально пригодной для жизни венерианской среде — атмосфере. По мнению ученых, если жизнь когда-либо существовала на планете, она могла сохраниться только в облаках, где температура и поток солнечной энергии оптимальны, есть питательные вещества и жидкая вода.

Межпланетная автоматическая станция «Венера-Д» (представление художника)

Европейский проект

Европейское космическое агентство (ЕКА) рассматривает возможность запуска в 2030 году к Венере миссии EnVision, которая, как и VERITAS, будет орбитальной, но закартирует отдельные участки планеты с разрешением до одного метра (у VERITAS — 15-30 метров). При такой детализации, например, можно увидеть советские посадочные модули.

Кроме того, специальный спектрометр проанализирует свет определенной длины волны, проходящий сквозь углекислотную дымку. Ученые надеются, что это позволит составить первое представление о составе пород планеты, по крайней мере отличить граниты от базальтов и таким образом выяснить, есть ли в венерианской литосфере, как в земной, разделение на блоки континентальной и океанической коры.

Пилотируемые полеты

Пилотируемые миссии к Венере никто не планирует. Людям там пока делать нечего. Однако можно взглянуть на нее поближе во время другого полета. Такой вариант предложили в NASA. Большинство проектов возвращаемых миссий марсианской программы предусматривают облет Венеры для маневра и набора скорости.

Это собираются использовать для целой серии экспериментов, которые очень трудно провести дистанционно. Ученые в шутку назвали такой подход «две планеты по цене одной»: доставить к Венере аналитические аппараты и зонды, управляемые с орбиты, а также собрать и вернуть на Землю пробы воздуха и грунта.

14 сентября 2020, 18:00Наука

Следы жизни на Венере. Что скрывают сернистые облака

Источник: ria.ru