زهره: مشکل فرستادن مردم به آنجا

زهره، که اغلب سیاره “دوقلو شیطانی” زمین نامیده می شود، نزدیکتر به خورشید شکل گرفته و از آن زمان کاملاً متفاوت از سیاره ما تکامل یافته است. این اثر گلخانه ای “گریز” دارد (به این معنی که گرما کاملاً به دام افتاده است)، اتمسفر متراکم غنی از دی اکسید کربن، بدون میدان مغناطیسی، و سطح آن به اندازه کافی گرم است که سرب را ذوب کند.

چندین ماموریت علمی بدون سرنشین چگونگی و چرایی این اتفاق را در دهه آینده بررسی خواهند کرد. اما اکنون برخی از دانشمندان می خواهند یک مأموریت خدمه برای پرواز به آنجا نیز بفرستند. آیا این ایده خوبی است؟

زهره با قطر کمی کوچکتر از زمین، نزدیکتر به خورشید می چرخد. این بدان معنی است که هر آبی روی سطح کمی بعد از تشکیل تبخیر می شود و اثر گلخانه ای خود را شروع می کند.

فوران‌های آتشفشانی اولیه و پایدار، دشت‌های گدازه‌ای را ایجاد کردند و دی اکسید کربن را در اتمسفر افزایش دادند – شروع اثر گلخانه‌ای که دما را کمی بالاتر از زمین به بالاترین حد فعلی یعنی 475 درجه سانتی‌گراد افزایش داد.

در حالی که سال زهره کوتاهتر از سال ما (225 روز) است، چرخش آن بسیار کند است (243 روز) و “پسرفته” – بازگشت به زمین.

چرخش آهسته مربوط به فقدان میدان مغناطیسی است که منجر به از دست دادن مداوم جو می شود.

اتمسفر زهره سریعتر از خود سیاره “ابر چرخش” دارد. تصاویر بسیاری از ماموریت ها الگوهای ابر V شکلی را نشان می دهد که از قطرات اسید سولفوریک تشکیل شده است.

با وجود شرایط سخت، برخی از دانشمندان حدس می زنند که ابرهای زهره ممکن است در برخی از ارتفاعات دارای شرایط قابل سکونت باشند. اندازه‌گیری‌های اخیر که ظاهراً فسفین را نشان می‌دهد – یک نشانه بالقوه از حیات زیرا به طور مداوم توسط میکروب‌های روی زمین تولید می‌شود – در ابرهای زهره به شدت مورد بحث قرار گرفته است.

واضح است که ما به اندازه گیری ها و مطالعات بیشتری نیاز داریم تا بفهمیم از کجا آمده است.

ماموریت های آینده

آنچه تاکنون در مورد زهره می دانیم از چندین کاوشگر گذشته به دست آمده است. برای مثال، در سال‌های 1970-1982، کاوشگر ناهید 7-14 شوروی موفق شد روی سطح خشن زهره فرود آید، تا دو ساعت زنده بماند و تصاویر و داده‌ها را ارسال کند.

اما سؤالاتی در مورد چگونگی تکامل زهره بسیار متفاوت از زمین باقی می‌ماند، که همچنین به درک سیاراتی که به دور ستاره‌های دیگر می‌چرخند ممکن است دارای حیات باشند نیز مرتبط است.

دهه آینده نویدبخش موفقیت دانشمندان زهره است. در سال 2021، ناسا دو مأموریت Veritas و DaVinci را برای پرتاب در 2028-30 انتخاب کرد. ایستگاه فضایی اروپا EnVision را برای پرتاب در اوایل دهه 2030 انتخاب کرد.

اینها ماموریت های بدون خدمه تکمیلی هستند که به ما درک عمیق تری از محیط و تکامل زهره می دهند.

Veritas از سطح زهره نقشه برداری خواهد کرد تا تاریخ زمین شناسی، ترکیب سنگ و اهمیت آب اولیه را تعیین کند.

داوینچی شامل یک مدارگرد و یک کاوشگر کوچک است که در جو فرود می‌آید و ترکیب آن را اندازه‌گیری می‌کند، شکل‌گیری و تکامل سیاره را مطالعه می‌کند و تعیین می‌کند که آیا زمانی اقیانوس داشته است یا خیر.

EnVision سطح سیاره، زیرسطح و گازهای ردیابی اتمسفر را مطالعه خواهد کرد. از رادار برای نقشه برداری از سطح با وضوح بهتر از همیشه استفاده می کند.

هند همچنین در حال برنامه ریزی یک ماموریت بدون سرنشین به نام Shukrayaan-1 است و روسیه Venera-D را پیشنهاد کرده است.

آیا به پل هوایی سرنشین دار نیاز داریم؟

ایده پرواز سرنشین دار زهره در اواخر دهه 1960 مطرح شد و شامل استفاده از کپسول آپولو برای پرواز انسان به دور سیاره بود. اما این ایده با پایان یافتن آپولو به پایان رسید.

اکنون پروژه مدارگرد ماه آرتمیس و ایده‌های دیگر برای مأموریت‌های سرنشین‌دار منجر به مطرح شدن دوباره این ایده شده است که اخیراً در مقالات مجلات و در نشست اخیر فدراسیون بین‌المللی فضانوردی، یک سازمان مدافع، در سپتامبر 2022 مطرح شد.

ایده این است که یک فضاپیمای سرنشین دار به دور زهره بچرخیم و به زمین بازگردیم. این به دانشمندان اجازه می‌دهد تا تکنیک‌های فضای اعماق را آزمایش کنند، مانند نحوه انجام یک مأموریت سرنشین دار با تاخیر زمانی قابل توجه در برقراری ارتباط با زمین.

بنابراین می تواند ما را برای یک ماموریت سرنشین دار پیچیده تر به مریخ آماده کند. با این حال، خدمه هیچ فرود یا اکتشاف واقعی جو زهره را انجام نمی دهند – شرایط بسیار سخت است.

محققانی که از این ایده حمایت می‌کنند می‌گویند می‌توانید از گرانش زهره نیز برای تغییر مسیر فضاپیما به سمت مریخ استفاده کنید که می‌تواند در مقایسه با رفتن مستقیم از زمین به مریخ در زمان و انرژی صرفه‌جویی کند.

دلیل آن این است که گزینه دوم مستلزم تراز بودن مدارهای دو سیاره است، به این معنی که شما باید منتظر لحظه مناسب هم در راه رسیدن به آنجا و هم در بازگشت باشید.

با این حال، از آنجایی که ماموریت سرنشین دار به مریخ بسیار پیچیده است، رفتن مستقیم از زمین به مریخ طراحی را ساده تر می کند.

فرستادن انسان به سیاره‌ای که ممکن است جانداران را در خود جای دهد، یافتن آنها را آسان‌تر نمی‌کند. این خطرناک است – ممکن است قبل از کشف هر گونه حیات، جو را آلوده کنیم.

بهترین راه برای جستجوی علائم بیوشیمیایی حیات، کاوشگرهای غیر متصل است. همچنین به دلیل نزدیکی بیشتر به خورشید، چالش های حرارتی قابل توجهی و تشعشعات بیشتر از شراره های خورشیدی وجود خواهد داشت.

و، متأسفانه، با یک مأموریت پرواز مانند این، تنها چند ساعت داده مسیر ورودی و خروجی ممکن است.

این کار بسیار پرهزینه ای خواهد بود که بدون شک تصاویر شگفت انگیز و داده های اضافی مفیدی تولید می کند. با این حال، این امر کمی به مطالعات دقیق و بسیار طولانی تر سفارش داده شده در حال حاضر برنامه ریزی شده اضافه می کند. بنابراین من فکر می کنم احتمال یک ماموریت سرنشین دار به زهره بسیار بعید است.

همچنین مطالعات مفهومی و دور از ذهن تری نیز وجود دارد – از جمله فرستادن کشتی های هوایی سرنشین دار به دور جو زهره به جای پرواز. این ایده خوبی است که می تواند به علم بیشتری نسبت به پرواز با هواپیما دست یابد، اما در حال حاضر این یک مفهوم دور و غیر واقعی باقی مانده است.

ما در حال حاضر فقط در حال انجام تحقیقات سرنشین دار در مدار پایین زمین هستیم. با این حال، پروژه آرتمیس قصد دارد انسان ها را به دور ماه بفرستد و ایستگاهی به نام دروازه در مدار ماه بسازد.

این برای انجام علم طراحی شده است، امکان فرود خدمه روی ماه و مهمتر از همه آزمایش تکنیک‌های فضای عمیق مانند سوخت‌گیری و عملیات در یک محیط از راه دور، که در دراز مدت می‌تواند به ما کمک کند بدون آموزش زهره به مریخ برسیم.

نوشته اندرو کوتس، پروفسور فیزیک، معاون مدیر (منظومه شمسی) در آزمایشگاه علوم فضایی مولارد، UCL

(گفتگو)