Космические жилища, ч

Космические жилища, ч. 4: как мы будем жить на Венере

Если с тем, как мы будем жить на Луне и в космических колониях, всё относительно ясно — осталось только доработать технологии, то колонизация Марса и тем более других планет пока покрыта завесой неизвестности. Но какие-никакие идеи на тему терраформирования Венеры и жизни на ней в воздушных городах у нас есть. Давайте их обсудим.


Художественное представление парящего города на Венере

Исследования Венеры

Первая мягкая посадка на Венеру с последующей передачей данных на Землю состоялась в декабре 1970 года. Аппарат «Венера-7» стартовал с Байконура 17 августа 1970 года в 8 часов 38 минут по Москве и через несколько месяцев сел на Венеру. И это была первая в истории посадка работоспособного космического аппарата на другой планете.

Как видно из названия, это был далеко не первый аппарат. До него в 1961 году советские учёные запустили «Спутник-7», который не сумел выйти с земной орбиты. Через несколько дней «Венера-1» отправилась к планете и прошла на расстоянии в сто тысяч километров от неё. Через неделю после станция перестала отвечать. Станция «Венера-2» в 1965 году пролетела на расстоянии двадцати четырёх тысяч километров от Венеры, а «Венера-3» достигла своей цели, но не смогла передать данные после посадки. Зато доставила на Венеру металлический глобус Земли с вымпелом с гербом Советского Союза.

Автоматическую научно-исследовательскую космическую станцию «Венера-7» строили с учётом большого количества удачных и не очень запусков. Предшествующие аппараты помогли учёным узнать условия, в которых придётся работать. Новая станция должна была выдерживать давление в шесть раз большее, чем два аппарата до неё. Корпус спускаемого аппарата построили из титана, чтобы он выдерживал давление до 180 атмосфер. Для смягчения посадки аппарат оснастили рифлёным парашютом конусной формы из четырёх слоёв стеклонитрона. В качестве энергоносителя использовали свинцово-цинковую батарею, заряженную от солнечных батарей.

Этот аппарат передавал на Землю данные в течение пятидесяти трёх минут, из них двадцать после посадки. Благодаря аппарату выяснили, что температура на поверхности составляет 475 ±20 °C, давление — 90 ±15 атмосфер. До того, как мы получили первые фотографии с Марса, советские специалисты получили фото с Венеры. Их сделали аппараты «Венера-9» и «Венера-10». Аппарат «Венера-13» сделал 14 цветных снимков планеты.

Параллельно с СССР исследованиями Венеры занимались и США. В 1962 году к «Утренней звезде» запустили «Маринер-1», но ракета-носитель отклонилась от курса и была подорвана. В 1962 году за ним последовал «Маринер-2», аппарат пролетел мимо Венеры на расстоянии 34 773 километра. «Маринер-5» 1967 году подлетел ещё ближе, на 3 990 километров от поверхности планеты. Телекамер и фотокамер, к сожалению, ни один из аппаратов не имел, а все остальные «Маринеры» летали к Марсу.


Фото, «Венера-9» и «Венера-10»


Фото, «Венера-13»

Одна из программ по исследованию Венеры — миссия DAVINCI, которую НАСА планирует на 2021 год. В рамках программы спускаемый аппарат в течение 63 минут будет собирать данные об атмосфере планеты, а также проверит активность вулканов и взаимодействие атмосферы с поверхностью.


Аппарат DAVINCI

Мы часто говорим про освоение Марса, есть несколько программ пилотируемых миссий на Красную планету. Но о Венере на долгое время забыли. Один только факт того, что фото с поверхности сделаны только аппаратами СССР и только в 1970-е годы, говорит о многом.

Возможно, скоро это изменится. В ноябре 2016 года НАСА и «Роскосмос» обсудили совместный полёт на Венеру. Запланированный проект называется «Венера Д». Прототипом для нового спутника в рамках миссии будет советская космическая станция «Вега-2», её спускаемый аппарат в 1985 году сел на поверхность Венеры.

Колонизация Венеры

Что мы знаем о Венере сегодня? Венера — вторая планета от Солнца, и средняя температура там составляет 460 °C, выше температуры плавления цинка и свинца. Большинство органических материалов также неспособны поддерживать форму при такой температуре. На Марсе, для сравнения, средняя температура — 40 °C ниже нуля.

Но сравнивать с Марсом смысла нет, потому что Венеру считают землеподобной планетой. В чём сходство? Во-первых, радиус Венеры — 6051,8 км, это 95% земного радиуса. Масса — 4,87·1024 кг, то есть 81,5% земной. Ускорение свободного падения — 8,87 м/с², когда на нашей планете оно равно 9,8 м/с². У Венеры есть атмосфера, в 90 раз толще, чем у Земли. Правда, для человека чрезвычайно опасная и ядовитая. А давление — как на глубине в один километр в земном океане.

Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа. На высоте от 50 о 70 километров от поверхности нас ждёт ещё один неприятный сюрприз — облака, состоящие из серной кислоты. Из-за облаков, заглянуть через которые со стороны не представляется возможным, и из-за ветров и вихрей, в которые они заворачиваются, Венеру назвали «Планетой бурь» в одноименном фильме Павла Клушанцева 1961 года. «Утренней звездой» её называют из-за того, что облака отражают солнечные лучи, делая Венеру яркой для наблюдателя с Земли.


Двойной ураган на полюсе Венеры, фото 2006 года

Расстояние от Земли до этой планеты меняется от 38 до 261 миллиона километров. Венера может быть ближе к Земле, чем Марс к нашей планете, расстояние до которого составляет от 55,76 миллиона километров. То есть лететь к ней ближе. Так почему мы хотим колонизировать Марс, и мало кто планирует добраться и основать поселение на Венере?

Инженер-конструктор Сергей Красносельский, автор книги «Запасная планета», уверен, что освоение космоса обязательно должно произойти. Чтобы колонизировать Венеру, нужно до неё как минимум долететь. Космические аппараты до Венеры уже запускали, на поверхность планеты их сажали. Конечно, предстоит решить ещё массу вопросов на тему космической радиации — одной из главных угроз пилотируемых полётов к другим планетам. Солнечные вспышки гарантируют повышенную дозу облучения космонавтам, но их можно будет, например, пережидать в специальных помещениях. Либо — создать магнитное поле и включать его при сильных солнечных вспышках. Вопросы полёта мы уже обсуждали в статье про колонизацию Марса.

Как уже понятно, поверхность Венеры для жизни человека на данный момент малопригодна. Но нужна ли нам именно поверхность, можем ли мы обойтись без твёрдого грунта под ногами? Вместо этого мы могли бы использовать аэростаты. Из-за состава атмосферы воздушный шар или дирижабль, наполненный воздухом, будет летать, как наполненный гелием на Земле. Представьте красивые дирижабли, парящие на высоте 50 километров от поверхности прекрасной планеты.

Что интересно, люди могут жить не на платформах вне аэростата, а внутри него, дышать воздухом и при этом заниматься садоводством, которое будет поддерживать аппарат на нужной высоте. Об этом в сентябре 1971 года писал Сергей Житомирский в статье «Плавучие дома на утренней звезде» для журнала «Техника молодёжи».


Обложка журнала «Техника молодёжи», сентябрь 1971 года

Специалисты НАСА в 2014 году предложили освоить Венеру раньше Марса. Они представили проект HAVOC. В рамках миссии специалисты предлагают отправить на Венеру роботов, затем планируется пилотируемая миссия с 30 дневным пребыванием на орбите планеты, а после — ещё один этап с путешествием в верхние слои атмосферы. На орбиту отправят роботизированный дирижабль длиной в 31 метр, а затем корабль длиной в 130 метров с астронавтами на борту. На верхней части предложенных аппаратов расположены солнечные ячейки.

С психологической точки зрения у летательных аппаратов будет важное преимущество: они смогут дрейфовать и не попадать в долгую венерианскую ночь. Сутки здесь равняются 116 земным дням, и планета вращается в направлении, противоположном направлению вращения большинства планет.

Речь идёт о высоте в 50 километров, потому что температура здесь около 75 °C, а давление составляет одну земную атмосферу. Условия практически земные, если не считать состав атмосферы. Но и с веществами атмосферы можно работать, перерабатывая в необходимые соединения. Благодаря близости к Солнцу недостатка в энергии для работы не будет возникать.

Терраформирование

Углекислый газ в теории можно разделить на кислород и углерод, серную кислоту — на серу, воду и кислород. Но лучше, конечно, взять программу максимум и кардинально поменять состав атмосферы планеты.

Читать еще:  Селена (Белая Луна) в 1 доме – ангел на распутье дорог

На Венере уже есть атмосфера, хотя и непригодная для жизни. Миллиарды лет назад на Земле тоже была непригодная для нас атмосфера, её изменяли микроорганизмы. Сегодня столько ждать не нужно. Достаточно выбрать нужные микроорганизмы и забросить их на планету. Это очень сложно и очень дорого, но это возможно.

В 1961 году Карл Саган предлагал использовать для этих целей хлореллу. В то время эти одноклеточные водоросли предлагали использовать и в пищу, и для получения кислорода на борту космического корабля. По мнению Сагана, хлорелла, не имея врагов, начнёт быстро размножаться и перерабатывать углекислый газ в кислород. Позже он отказался от этой идеи, когда выяснилось, что в атмосфере Венеры ничтожно малое количество воды. Сегодня нужно выбрать другие микроорганизмы. Изменение состава атмосферы в пользу увеличения кислорода поможет снизить температуру.

Чтобы идея Сагана стала более реальной, да и вообще для создания приемлемых условий жизни, на Венеру нужно доставить воду. Везти её с Земли в баллонах было бы слишком накладно. Гораздо лучше найти подходящий ледяной астероид диаметром в 600 километров и закинуть его на планету. НАСА несколько лет прорабатывает идею захвата и доставки астероидов на лунную орбиту, но там речь идёт о камнях до 10 метров диаметром. В любом случае, обрушение одного огромного астероида на планету приведёт к плачевным результатам, так что лучше закидывать много маленьких. Но как только давление понизится и появится достаточное количество воды — можно будет запускать микроогранизмы и ждать, когда Венера превратится в Землю. Этот процесс будет похож на тот, что миллиарды лет назад происходил на нашей планете. Но времени в случае с Землёй было нужно гораздо больше, так как те микроорганизмы которые формировали нашу атмосферу, сами в это время эволюционировали.

Но и тогда останется проблема — радиация. На Земле от космической радиации нас защищает магнитной поле. У Венеры глобального магнитного поля нет. Его можно создать искусственно. Есть два варианта решения этоой задачи. Первый — раскрутить планету до нужной скорости вращения. В теории благодаря ядру, предположительно металлическому, это создаст нужное магнитное поле. Второй — проложить электрический провод вдоль экватора. Это звучит гораздо более реалистично, учитывая, что когда-то даже провод на дне Атлантического океана казался фантазией.


Как могла бы выглядеть Венера после терраформирования

В чём смысл?

Зачем нам нужна Венера? Во имя науки, конечно! Один из вариантов ответов почти такой же, что и в случае с Марсом. Человечество может просто сидеть сложа руки, продолжая запускать космонавтов на земную орбиту, или же осваивать хотя бы Солнечную систему, пока отсутствует технология криосна, способна поддерживать жизнь экипажа долгие годы, десятилетия и даже сотни лет. Венера — самая близкая к нам планета.

Следующий ответ заключается в том, что Венера похожа на Землю. Если создать на ней подходящие для жизни человека условия, у нас будет, куда лететь в случае, если на нашу родную планету направится огромный астероид, угрожающий стереть жизнь с лица Землю.

Ещё одна причина вытекает из предыдущей: на Венеру можно переселить часть людей с Земли, чтобы избежать перенаселения. Эта планета может стать для нас вторым домом.

Сергей Красносельский в интервью для Роскосмоса говорил: «Человечество обязательно должно двигаться вперёд. Проверено: все цивилизации, которые впадали в застой, они гибли, их не осталось».

Чем Венера хуже Земли и Марса?

Венера имеет схожие с Землёй размеры, объём, силу тяжести и даже состав. Удалённость от Солнца у неё также достаточная для существования жизни, но в этом плане мы покладаем надежды больше на Марс. Так чем же не угодила Венера?

Венера и Земля

Атмосфера

Атмосфера Венеры очень плотная и состоит на 96% из углекислого газа. Атмосферное давление на поверхности планеты примерно такое, как давление воды на глубине 900 метров. Сравнение с водой тут не просто так, потому что часть атмосферы у поверхности Венеры имеет не газообразное, а скорее «полужидкое» состояние.

Облака на планете в основном состоят из сернистого газа и серной кислоты. Таким образом, на Венере фактически кислотные облака. Предполагается, что и дожди там тоже кислотные.

Уже только из-за этих условий сложные организмы не имеют возможности развиваться на поверхности Венеры.

Температура

Средняя температура на Венере 462 °C. Это результат парникового эффекта, т.к. планета покрыта плотным слоем облаков. Они работают подобно одеялу, только в масштабах космического объекта. Солнечные лучи проникают через облака, нагревают планету, но полученное тепло уже не может вырваться из-за плотной атмосферы.

Венера — самая горячая планета Солнечной системы.

Вечный ураган

Атмосфера планеты — это один большой ураган, скорость которого достигает 504 км/ч. Точно неизвестно почему так происходит, но жизни на Венере это явно не способствует.

Подытожим:

  • У Венеры ужасный климат, обусловленный строением и плотностью атмосферы. Сильное давление, ядовитый воздух и вероятность кислотных осадков — явный проигрыш на фоне Земли и Марса.
  • Если говорить о средней температуре, то Венера — настоящий ад. Жарче только на Солнце. Земля с Марсом более комфортны для проживания и даже могут похвастаться полярными шапками, которые не тают под воздействием высокой температуры.
  • На Венере довольно ветрено. На Марсе, конечно, бывают бури, но не в планетарных масштабах.
  • Сюда же можно добавить высокую радиацию и отсутствие воды на поверхности планеты, которая вся испарилась в облака, и высочайшую вулканическую активность.

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

  • космос

«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 °C, — задача очень сложная, поэтому к ней так мало миссий».

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».

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.

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?

Читать еще:  Лунный календарь стрижек на 14 декабрь 2021 года

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.

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.

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.

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.

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 °C 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.

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?

Первый полет

Впервые атмосферу Венеры в 1761 году обнаружил известный российский естествоиспытатель Михаил Васильевич Ломоносов. Как было сказано ранее, советские ученые заинтересовались этой загадочной планетой уже в 1961 году. Ими было совершено много попыток (а именно, около 10) отправить туда космические корабли с целью выяснения условий для жизни. Они исследовали как поверхность планеты, так и ее окрестности. Однако ученым не удалось выяснить достоверные факты о температуре и давлении на Венере. Какие полеты на Венеру были осуществлены?

Первую автоматическую межпланетную станцию к планете советские ученые запустили 8 февраля 1961 года, однако цели достичь не удалось: не включился разгонный блок. Вторая попытка запустить космический корабль под названием «Венера-1» увенчалась большим успехом, и 12 февраля 1961 года он взял курс к Венере. Проведя в космосе более 3 месяцев, межпланетная станция потеряла связь с горячей планетой 17 февраля. Согласно догадкам ученых, она пролетела от Венеры в ста тысячах километров 19 мая. На этом запуски кораблей на Венеру не остановились. 8 августа 1962 года в космос отправился корабль «Маринер-2», запущенный НАСА. 14 декабря того же года он успешно облетел всю планету. На все ушло 110 дней с момента запуска корабля. И наконец, космический корабль под названием «Венера Экспресс» (ESA Venus Express) был отправлен 9 ноября 2005 года. Чтобы достигнуть планеты, ему понадобилось 153 дня. Это был последний полет на Венеру.

Читать еще:  Лунный календарь стрижек на 21 июль 2021 года

Кроме СССР, исследованием Венеры занимались США, Япония, а также Европейское космическое агентство.

Раскаленный ад или лучшая альтернатива Марсу: почему ученые хотят отправить человека на Венеру

В течение нескольких десятилетий Марс оставался главной целью для исследовательских миссий и первым претендентом на колонизацию. Но во время изучения планеты ученые обнаружили проблемы, которые усложняют выполнение пилотируемого полета к ней: низкая температура и давление на поверхности, а также высокий уровень радиации. Это заставило инженеров задуматься о миссиях к другим планетам Солнечной системы — и даже к Венере. «Хайтек» рассказывает, почему НАСА решила отправить пилотируемую миссию на одну из самых близких к Солнцу планет и почему люди там будут жить в дирижаблях над атмосферой.

Читайте «Хайтек» в

Человек на Венере

Представьте, что вы находитесь на глубине 900 м под водой без скафандра. Именно так будет чувствовать себя человек, оказавшись на поверхности Венеры, второй по удаленности от Солнца планеты, но самой близкой к Земле.

Давление на Венере в 92 раза выше, чем на нашей планете. Средняя температура составляет 460 °С — больше, чем на Меркурии, расположенном в два раза ближе к Солнцу. Такого жара хватит, чтобы расплавить свинец. Причина в особенном устройстве атмосферы планеты: вместо того, чтобы нагревать поверхность до тропического климата, как на Земле, облака отражают тепло и выжигают Венеру.

Ситуация усугубляется еще и тем, что на Венере отсутствует кислород — 96% атмосферы состоит из углекислого газа, а несколько раз в день на поверхности выпадают дожди из серной кислоты. Вряд ли хотя бы один известный науке организм проживет в таких условиях больше нескольких секунд.

До 1958 года ученые считали, что на Венере существуют формы жизни, близкие к земной: плотная атмосфера не позволяла разглядеть поверхность планеты с земных телескопов.

Этот тезис окончательно опровергли данные, переданные на Землю советским исследовательским аппаратом «Венера-1». В 1961 году он пролетел в 100 тыс. км над космическим телом, собрав информацию об атмосфере и строении облаков. Спустя год американский «Маринер» вышел на орбиту, облетел планету и подтвердил данные о температуре на поверхности и в атмосфере, собранные советским зондом.

В 70-х годах аппараты «Венера» и «Пионер-13» стали первыми искуственными объектами, приземлившимися на поверхность Венеры. Ни один не проработал дольше двух часов, но прежде чем расплавиться, аппараты успели передать на Землю первые панорамные снимки и результаты химического анализа атмосферы и грунта, измерения температуры и давления в процессе спуска, а также скорости ветра на поверхности.

На основе фотографий и данных спектрометров ученые сделали вывод, что в атмосфере содержится очень мало водяного пара — около 0,05%, а сама планета горяча и непригодна для жизни. Венера молода в геологическом смысле — на ней постоянно происходят землетрясения. Ветры там дуют со скоростью до 85 м/c, облетая планету на четыре-пять дней, а скорость порывов превышает 100 м/с.

Почему Венера лучше Марса

Марс — следующий логичный шаг для развития человечества. Красная планета похожа на Землю. Средняя температура на поверхности немногим ниже арктической, но недостаточно низкая, чтобы критически необходимые для колонизации газы — азот и кислород — замерзли. Тонкой атмосферы Марса из диоксида углерода достаточно, чтобы растения выработали воздух для дыхания астронавтов. Но Венера ближе Марса на миллионы километров, а полет к ней займет 153 дня. За это время расстояние в 108 млн км преодолел зонд «Венера-экспресс» в 2005 году. На Красную планету лететь не меньше 210 дней (225 млн км).

Но это не главное преимущество Венеры перед остальными планетами Солнечной системы. На высоте 50 км над поверхностью существует зона, давление в которой немногим больше одной атмосферы, а температура не превышает 20–30 °С. Лучше человек будет чувствовать себя только на Земле.

Облако серной кислоты находится ниже этой отметки — на 30 км над поверхностью. Магнитосфера на высоте 45–65 км достаточно плотная, чтобы защитить корабли и астронавтов от ионизирующего излучения из космоса. Близость к Солнцу по сравнению с поверхностью увеличивает объем солнечного излучения минимум в 1,4 раза, а силу ветра — вдвое. Оба этих ресурса можно использоваться для получения электроэнергии, необходимой для колонизации планеты.

Условия на Венере лучше, чем на Луне, и больше подходят для человека, чем марсианский климат. По крайней мере, у колонизаторов не возникнет проблем с энергией для питания приборов и летательных аппаратов. Голубая планета получает на 40% больше солнечной энергии, чем Земля, и в 4,4 раз больше, чем Марс.

Повреждение герметичной оболочки жилого блока на Венере не станет фатальным. По крайней мере, астронавты не умрут сразу. Концентрация серной кислоты в воздухе на высоте 50 км невысока. В случае попадания на кожу человек почувствует легкое жжение. Доза радиации, которую получат астронавты, не выше, чем в Сибирском лесу. Атмосфера почти полностью состоит из углекислого газа, однако при наличии кислородного баллона астронавты смогут устранить утечку и продолжить миссию.

Колонистам, скорее всего, удастся вырастить пищу на планете — с помощью аэропонии. Воду для этого процесса на Венере получить легче, чем на Марсе: в жидкой форме вещество можно конденсировать из воздуха или добыть путем переработки серной кислоты, а солнечного света на планете в избытке. Температура и атмосферное давление над поверхностью Венеры намного стабильнее, чем на Марсе. Это позволит выращивать сельскохозяйственные культуры без защитных экранов, которые необходимы на Красной планете для защиты растений от резких изменений условий окружающей среды.

Дирижабли и роботы

Освоение зоны с околоземным климатом — главная задача проекта HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept), разработанного инженерами НАСА. Космическое агентство планирует отправить в атмосферу Венеры дирижабли с жилыми модулями, в которых сначала будут работать роботы, а затем и люди. Почти как на МКС.

Миссия делится на три этапа. Сначала НАСА планирует отправить на планету роботизированный дирижабль. Аппарат соберет дополнительные данные о потенциально жилом слое над поверхностью Венеры. Затем инженеры отправят пилотируемую миссию, которая пробудет на орбите в течение месяца. На заключительном этапе астронавты войдут в атмосферу и пробудут в ней 30 дней.

Планируется, что дирижабли с роботами и людьми войдут в атмосферу в специальной капсуле на скорости 7,2 тыс. км/час. Когда система торможения снизит скорость аппарата до 460 км/час, капсула раскроется, а 130-метровый аэростат начнет наполняться газом. Если этот этап пройдет успешно, дирижабль продолжит свободное плавание на высоте 50 км над поверхностью планеты.

Плавучесть аппарату обеспечит смесь кислорода и азота, а системы жизнеобеспечения и турбины будут работать на энергии Солнца. Ученые намерены установить на поверхности аэростата небольшие солнечные батареи общей площадью 1 тыс. кв. м, покрытые тефлоном и прозрачным пластиком. Такой экран защитит их от соляной кислоты и коррозии.

А как же поверхность?

Кажется, на поверхность Венеры человеку в ближайшее время спуститься не удастся, даже если представить, что люди смогут построить на планете летающий город из нескольких дирижаблей. Исследовательские аппараты «Венера» и «Пионер» продержались всего 127 минут, — и пока нет никаких оснований полагать, что современная техника способна находиться в таких условиях дольше и защитить человека от температуры и давления.

Вероятно, исследовать грунт смогут роботы. Поверхность Венеры богата радиоактивными материалами: ураном и торием. Их запасы на Земле в ближайшее время подойдут к концу, а на Марсе их почти нет. Добыча минералов может стать еще одним стимулом для освоения планеты.

Но освоение планеты произойдет нескоро. В 2014 году НАСА заморозила проект HAVOC и вернулась к его обсуждению лишь месяц назад. Даже если авторы идеи колонизации Голубой планеты получат финансирование, им предстоит длительный процесс испытания дирижаблей на Земле и околоземной орбите. Только после этого миссия с роботами может отправиться к Венере. Покорение Марса выглядит более реальным. Космическое агентство отправит корабль к Красной планете уже в 2020 году.

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему: