Почему отправка людей на Венеру это отличная идея?

Популярная научная фантастика начала 20 века изображала Венеру как своего рода чудесный мир с приятными температурами, лесами, болотами и даже динозаврами. В 1950 году планетарий Хайдена при Американском музее естественной истории резервировал места для первых космических туристов, задолго до современной эпохи Blue Origins, SpaceX и Virging Galactic. Все, что нужно было сделать, это указать свой адрес и поставить галочку в нужном месте, среди которых была Венера.

Сегодня Венера вряд ли будет мечтой для начинающих космических туристов. Как показали многочисленные миссии за последние несколько десятилетий, эта планета не рай, а адский мир высоких температур, токсичной атмосферы и колоссального давления на поверхности. Несмотря на это, NASA в настоящее время работает над концептуальной пилотируемой миссией на Венеру — High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC).

Как вообще возможна такая миссия? Температуры на поверхности планеты (порядка 460 градусов Цельсия) выше, чем на Меркурии, хотя Венера находится в два раза дальше от Солнца. При такой температуре плавится большинство металлов, включая висмут и свинец, которые затем могут выпадать в виде «снега» на высокие горные вершины. Поверхность планеты представляет собой бесплодный скалистый пейзаж с обширными равнинами из базальта, усеянными вулканическими кратерами, и несколькими горными районами континентальных масштабов.

Планета также геологически молода и переживает катастрофические события переделки поверхности. Экстремальные явления вызваны накоплением тепла ниже поверхности, в результате чего поверхность плавится, выделяет тепло и снова затвердевает. Жуткая перспектива для любых посетителей.

Из-за этого всего идея новой миссии NASA не в том, чтобы высаживать людей на негостеприимную поверхность, а использовать плотную атмосферу в качестве почвы для исследований. Официальной даты миссии HAVOC пока не было объявлено публично. Миссия будет долгосрочной и наверняка включит несколько тестовых миссий, которые должны будут доказать успешность всего мероприятия. В настоящее время такая миссия действительно возможна с использованием современных технологий. План заключается в том, чтобы использовать дирижабли, которые смогут оставаться в верхней атмосфере в течение продолжительных периодов времени.

Как ни странно, верхние слои атмосферы Венеры больше всего похожи на Землю среди всех мест Солнечной системы. Между высотами 50 и 60 километров, давление и температуру можно сравнить с областями нижней атмосферы Земли. Атмосферное давление в атмосфере Венеры на высоте 55 километров примерно в два раза ниже давления на уровне моря на Земле. На самом деле, вы будете прекрасно себя чувствовать даже без сдавливающего скафандра — такое же давление можно найти на пике горы Килиманджаро. Даже греться не придется — температура будет в пределах 20-30 градусов.

Атмосфера выше также достаточно плотная, чтобы защитить космонавтов от ионизирующего излучения из космоса. Близость солнца также обеспечивает большее количество доступного излучения, чем на Земле, что можно использовать для генерации энергии (примерно в 1,4 раза больше).

Концептуальный дирижабль будет плавать вокруг планеты, носимый ветрами. Его можно было бы заполнить пригодной для дыхания газовой смесью кислорода и азота и тем самым обеспечить плавучесть. Это реально, потому что пригодный для дыхания воздух менее плотный, чем атмосфера Венеры и он будет подниматься.

Атмосфера Венеры состоит на 97% из углекислого газа, на 3% из азота и следовых количеств других газов. В ней есть серная кислота, которая образует плотные облака и является основным фактором, который отвечает за видимость планеты с Земли. Венера отражает около 75% света, падающего на нее с Солнца. Этот отражающий слой находится между 45 и 65 километрами высоты, и дымка капель серной кислоты доход до 30 километров вниз. Таким образом, конструкция дирижабля должна быть устойчивой к коррозионному воздействию этой кислоты.

К счастью, у нас уже есть технологии, необходимые для преодоления проблем с кислотностью. 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, вы могли бы прогуляться по платформе за пределами дирижабля, надев костюм химической защиты и баллон с кислородом.

Карту поверхности Венеры составил с орбиты радар миссии Magellan. Однако только несколько мест на поверхности мы смогли посетить, благодаря советским зондам «Венера» конца 1970-х. Эти зонды передали нам первые и пока что единственные снимки поверхности Венеры. Конечно, условия на поверхности показались нам совершенно негостеприимными для жизни.

Однако верхние слои атмосферы это совсем другая история. На Земле уже существует несколько видов экстремофильных организмов, способных выдерживать условия в атмосфере на высоте, на которой будет летать HAVOC. Такие виды, как Acidianus infernus, можно встретить в сильнокислых вулканических озерах в Исландии и Италии. Было обнаружено, что в земных облаках также переносятся микробы. Ничто из этого не доказывает, что в атмосфере Венеры существует жизнь, но эту возможность может исследовать миссия по типу HAVOC.

Нынешние климатические условия и состав атмосферы стали результатом нарастающего парникового эффекта (чрезвычайного парникового эффекта, который нельзя обратить), который превратил планету из гостеприимной «сестры Земли» в то чудище, которым она является сейчас. Хотя мы не ожидаем, что Земля пройдет через аналогичный экстремальный сценарий, это демонстрирует, что драматические изменения климата на планете могут происходить при возникновении определенных физических условий.

Тестируя наши современные климатические модели, использующие экстремумы, которые мы видим на Венере, мы можем точнее определить, как различные эффекты воздействия на климат могут приводить к резким изменениям. Венера дает нам возможность проверить наше моделирование климата со всеми вытекающими последствиями для экологического здоровья нашей планеты.

Мы все еще знаем относительно немного о Венере, несмотря на то, что это наш ближайший планетарный сосед. В конечном счете, изучение сходств между двумя планетами поможет нам понять эволюцию Солнечной системы и, возможно, других звездных систем.