Насколько реальны пилотируемые миссии на Венеру?

Этот враждебный мир с гигантским атмосферным давлением и облаками из серной кислоты находится относительно недалеко от нас, но условия на его поверхности, несомненно, адские.

Венера, которую часто называют «злым близнецом» Земли, сформировалась ближе к Солнцу и с тех пор развивалась совсем не так, как наша планета. У нее «беглый» парниковый эффект (то есть тепло задерживается полностью), толстая атмосфера, богатая диоксидом углерода, отсутствие магнитного поля и поверхность, достаточно горячая, чтобы расплавить свинец.

В ближайшее десятилетие несколько научных миссий без экипажа будут изучать, как и почему такое произошло. Теперь некоторые ученые хотят отправить туда экипаж и совершить облет. Но хорошая ли это идея?

Имея немного меньший диаметр, чем Земля, Венера вращается по орбите ближе к Солнцу. Это означает, что любая вода на поверхности испарилась бы вскоре после ее формирования, что привело бы к возникновению парникового эффекта. Ранние и продолжительные извержения вулканов создали лавовые равнины и увеличили содержание углекислого газа в атмосфере — начался парниковый эффект, который повысил температуру с чуть более высокой, чем на Земле, до нынешнего высокого значения в 475°C.

Хотя год на Венере короче нашего (225 дней), ее вращение вокруг своей оси очень медленное. Сутки на Венере длятся 243 дня, плюс еще и вращение «ретроградное» — в обратную сторону от Земли. Медленное вращение связано с отсутствием магнитного поля, что приводит к постоянной потере атмосферы. Но сама атмосфера вращается намного быстрее, чем сама планета. На снимках, сделанных многими миссиями, видны V-образные узоры облаков, состоящих из капель серной кислоты.

Несмотря на суровые условия, некоторые ученые предполагают, что на некоторых высотах облака Венеры могут быть пригодны для жизни. Недавние измерения, показавшие наличие в облаках Венеры фосфина — потенциального признака жизни, поскольку он постоянно вырабатывается микробами на Земле, — вызвали бурные споры в научном сообществе. Очевидно, что нам нужны дополнительные измерения и исследования, чтобы выяснить, откуда он берется.

Будущие экспедиции

То, что мы знаем о Венере на сегодняшний день, было получено в результате нескольких прошлых исследований. Например, в 1970-82 годах советские зонды «Венера 7-14» смогли приземлиться на суровую поверхность Венеры, продержаться там до двух часов и отправить обратно изображения и данные. Однако остаются вопросы о том, почему Венера развивалась так отлично от Земли. Эти вопросы также важны для понимания того, на каких планетах, вращающихся вокруг других звезд, может существовать жизнь.

Следующее десятилетие обещает стать удачным для ученых, изучающих Венеру. В 2021 году Nasa выбрала две миссии, Veritas и DaVinci+, которые должны быть запущены в 2028-30 годах. Европейское космическое агентство выбрало EnVision для запуска в начале 2030-х годов. Это взаимодополняющие миссии без экипажа, которые позволят нам глубже понять окружающую среду и эволюцию Венеры.

Veritas составит карту поверхности Венеры, чтобы определить геологическую историю, состав пород и значение ранней воды. DaVinci+ включает в себя орбитальный аппарат и небольшой зонд, который спустится через атмосферу и измерит ее состав, изучит формирование и эволюцию планеты и определит, был ли на ней когда-либо океан. EnVision будет изучать поверхность планеты, подповерхностный слой и атмосферные следы газов. Он будет использовать радар для составления карты поверхности с лучшим разрешением, чем когда-либо прежде. Индия также планирует миссию без экипажа, Shukrayaan-1, а Россия планирует отправить зонд Venera-D.

венер

Нужны ли нам пилотируемые облеты планеты?

Идея облета Венеры с экипажем была предложена в конце 1960-х годов и предполагала использование капсулы «Аполлона» для полета людей вокруг планеты. Но эта идея отпала после завершения проекта «Аполлон». Теперь проект «Артемида» по облету вокруг Луны и другие идеи о полетах с экипажем привели к тому, что эта идея снова стала обсуждаться в журнальных статьях и на недавнем заседании Международной астронавтической федерации в сентябре 2022 года.

Идея заключается в полёте космического корабля с экипажем вокруг Венеры и возвращении на Землю. Это позволило бы ученым проверить методы работы в дальнем космосе, например, как управлять кораблем с экипажем при значительных временных задержках связи с Землей. Таким образом, это могло бы подготовить нас к более сложной пилотируемой экспедиции на Марс. Однако экипаж не сможет совершить посадку или исследовать атмосферу на Венере — условия слишком суровы.

Исследователи, поддерживающие эту идею, утверждают, что также можно использовать гравитацию Венеры для изменения курса космического корабля при полете к Марсу, что позволит сэкономить время и топливо по сравнению с прямым рейсом с Земли на Марс. Это связано с тем, что в последнем случае орбиты двух планет должны быть выровнены, то есть вам придется ждать подходящего момента как на пути туда, так и обратно. Однако, поскольку полет на Марс с экипажем будет очень сложным, полет непосредственно с Земли на Марс позволит упростить конструкцию.

Отправка людей на планету, где могут обитать живые организмы, также не облегчит их поиск. И это рискованно — мы можем загрязнить атмосферу до того, как обнаружим жизнь. Лучший способ поиска биохимических признаков жизни — это автоматические зонды. Кроме того, из-за более близкого расположения к Солнцу возникнут серьезные проблемы с теплозащитой и повышенная радиация от солнечных вспышек.

И, к сожалению, при таком пролете можно будет получить лишь несколько часов данных о траекториях прилета и вылета. Предприятие получится очень дорогостоящее, хотя, несомненно, позволит получить потрясающие снимки и полезные дополнительные данные. Однако это мало что добавит к подробным и гораздо более длительным исследованиям, которые планируются в настоящее время. Поэтому скорее всего вероятность полета на Венеру с экипажем очень мала.

Были также более фантастические проекты, включавшие отправку дирижаблей с экипажем, чтобы они зависли в атмосфере Венеры, а не просто пролетели мимо. Это хорошая идея, которая может принести больше научных результатов, чем облет планеты, но пока она остается далекой и нереалистичной концепцией.

На данный момент мы проводим исследования с экипажем только на низкой околоземной орбите. Однако проект “Артемида” предполагает пилотируемый полет вокруг Луны и строительство станции Gateway на лунной орбите. Эта станция предназначена для проведения научных исследований, высадки экипажа на Луну и, что особенно важно, для отработки технологий работы в глубоком космосе, таких как дозаправка и работа в удаленной среде, что в перспективе может помочь нам добраться до Марса без тренировки на Венере.

Читайте также: Ученые, похоже, нашли доказательства существования жизни на Венере