Всем привет! С вами канал «Феи / Роботы / Пришельцы», и сегодня мы продолжим путешествие по Венере, второй планете нашей Солнечной системы.
В прошлом выпуске мы говорили о том, как в мифах и фантастике представляли себе этот волшебный мир. На самом деле «утренняя звезда» оказалась настоящей раскаленной жаровней. Возможна ли жить в таких условиях? Об этом и поговорим сегодня.
Жизнь в настоящем и прошлом
Итак, мы выяснили, что сейчас на Венере жизнь невозможна. Но всегда ли было так? А что, если миллиарды лет назад условия были более привлекательными? Наше Солнце в первую эпоху своего существования светило не так ярко, и зона обитаемости была ближе, чем сейчас. На Венере мог быть не такой сильный парниковый эффект. По некоторым расчётам «окно обитаемости» Венеры составляет около 2 миллиардов лет, первых лет существования Солнечной системы. Вполне достаточно для того, чтобы появилась жизнь.
Как происходило ухудшение условий на Венере? Мы не знаем. Был ли это постепенный нагрев, или некая относительно быстрая катастрофа. Теоретически, если эволюция на Венере проходила быстрее, чем на Земле, то за эти 2 миллиарда лет могла бы развиться не только многоклеточная, но и даже разумная жизнь. Как бы то ли было, сейчас от этой жизни на поверхности планеты ничего не осталось. Даже теоретически на поверхности белковая жизнь сейчас невозможна. Дело даже не в давлении, на Земле есть рыбы и водоросли, живущие глубже километра под водой. И не в углекислом газе и серной кислоте, некоторые бактерии на Земле умудряются жить в условиях и похуже, их так и называют, «экстремофилы». Но вот температура - это непреодолимый барьер. Мы не можем представить себе формирование жизни без воды, которая при такой температуре не может существовать ни в каком виде. Биологическое размножение также невозможно: клетки, передающие наследственную информацию, не переносят экстремальных условий. Можно смело сказать, что сейчас на поверхности Венеры жить нельзя.
Но ведь чем выше от поверхности, тем холоднее. Действительно, наблюдения показывают, что на высоте 50 км от поверхности планеты температура атмосферы 75°C. Тоже высоковато, но вполне приемлемо для жизни, даже людей. Так может быть, если на Венере когда-то были живые организмы, то их остатки сейчас парят в венерианских облаках?
По некоторым предположениям, ещё миллиард лет назад на Венере могла существовать жидкая вода. А значит, в атмосфере какие-то колонии микроорганизмов могут быть до сих пор. В облаках вокруг Венеры иногда наблюдают непонятные затемнения, отражающие ультрафиолетовый свет. Объяснений этому феномену может быть много, но одна из гипотез — это летучии колонии микроорганизмов, которые парят на высоте в 50-60 км над поверхностью, там где давление и уровень радиации сопоставим с земными.
Много усилий было направлено на поиск жизни на Венере. Отдельные энтузиасты находили следы построек или растений даже в фотографиях со спускаемых аппаратов. Но здесь скорее всего люди выдают желаемое за действительное. В нашем веке атмосферу Венеры изучали спектрографом, как это делают с далекими экзопланетами. При поиске жизни учёные обращают внимание на биомаркеры, следы веществ, которые связаны с появлением жизни на планете. Это кислород, озон, вода, метан и углекислый газ.
В 2020-м году научный мир облетела сенсация, что в атмосфере Венеры были обнаружены следы фосфина, гидрида фосфора. Фосфин - это болотный газ, образующийся в результате химических процессов, в том числе органических. Он не входит в группу биомаркеров, но тем не менее его обнаружение дало надежду на жизнь на Венере. Сам по себе этот газ нестабилен, и в больших количествах существовать не должен. Он быстро вступит в реакцию и исчезнет. Следовательно, существует какой-то химический или биологический процесс, в результате которого он выделяется. Наши текущие знания о Венере не позволяют объяснить такие процессы. Поэтому можно сделать смелое предположение, что газ выделяется в результате жизнедеятельности тех самых микроорганизмов в атмосфере. Концентрация фосфина оказывается разной при разных измерениях, в архивных данных следов газа не находят. Это может говорить как об ошибках в измерении, так и о том, что колонии микроорганизмов мигрируют с места на место.
Будем ждать новостей науки. Кстати, фосфин используют при изготовлении амфетамина, так что одна из причин основать колонию на Венере - может быть для того, чтобы снимать продолжение сериала «Во все тяжкие».
Венера для человечества
Давайте перейдем к следующему вопросу, который возникает у всех любителей научной фантастики. Может ли Венере жить человек? Мы столько читали об этом в романах, мы знаем, к чему нам готовиться на второй планете от Солнца.
Для чего нам вообще лететь на Венеру? В глобальном смысле для того, чтобы человечество стало космической цивилизацией. Об этом мечтали учёные и визионеры ещё со времён Циолковского. Мы летим к другим мирам, чтобы удовлетворить наше любопытство, получить необходимые для развития ресурсы. Чтобы распространить разумную жизнь во Вселенной. Нельзя вечно жить в колыбели, а большая дорога начинается с первого шага.
В чем-то Венера даже привлекательнее Марса, о котором сейчас так много говорят. Она ближе: миссии на Венеру будут занимать меньше времени и требовать меньше ресурсов. Мы уже знаем, что на Венере есть полезные ископаемые: солнечная энергия, углекислый газ, кислород, кремний и радиоактивные вещества. Наличие атмосферы и привычная нам сила тяжести делают жизнь будущих колонистов проще, чем на Луне или Марсе. Низкая гравитация — это большая проблема, с которой сталкиваются даже космонавты на МКС, у них за несколько месяцев пребывания начинаются атрофия мышц и вымывание кальция из костей.
Более короткие миссии на Венеру позволят нам собрать больше информации, отточить технологии и собрать необходимые ресурсы для более продолжительных и затратных миссий на Марс и спутники газовых гигантов.
Воздушные станции
На поверхности условия крайне тяжелы. Давление как на глубине в один километр. Температура выше 400°, при которой плавится свинец. Выжженное вулканическое плато, покрытое коварными трещинами. И тут возникает отличная мысль – если нельзя опускаться на поверхность, почему бы не остаться наверху?
Представьте себе воздушные шары в атмосфере Венеры. На высоте в 50 км давление оказывается почти равным земному. Температура 75°, вполне приемлемо для функционирования механизмов. Больше энергии от Солнца, которое на высоте не будут закрывать облака. Конечно, возникают другие сложности. Облака Венеры состоят из серной кислоты и летят вокруг планеты с огромной скоростью. Атмосфера делает полный оборот вокруг планеты за 48 земных часов. Серная кислота не насыщенная, но все равно существенной концентрации.
Аэростаты на Венере можно заполнять обычным земным воздухом. Он легче углекислого газа, из которого состоит атмосфера Венеры. Одновременно решается проблема хранения кислорода и летучести.
Первыми воздушными шарами на Венере были советские исследовательские аппараты «Вега». Аэростаты «Веги» облетели примерно треть поверхности Венеры, собирая данные о давлении, температуре и составе атмосферы.
В настоящее время существует несколько проектов по исследованию Венеры.
В 2029 году должен отправиться в полет космический комплекс «Венера-Д» Роскосмоса. Буква «Д» в названии означает «Долгоживущая», планируется, что аппарат проработает на поверхности более трех часов!
Давайте поговорим о международных концептах исследовательских экспедиций на Венеру. Сразу стоит оговориться, что пока все эти миссии только теоретические. Любая сложная программа в космосе - это миллиардные бюджеты, каждый раз приходится проводить конкурс на выбор исследования. От утверждения бюджета миссии до появления первых результатов может пройти 10-15 лет: нужно создать все приборы, заложить в них огромный запас прочности, потому что второго шанса в космосе не будет. Несколько месяцев будет занимать полёт, ещё нужно заложить время на обработку информации.
Есть несколько поражающих воображение концептов. Это спускаемый спектрометр DAVINCI, целая летающая лаборатория. В 2021 году эта миссия участвовала в отборе NASA, но выбор был сделан в пользу полета к Юпитеру.
Существует интересный проект под названием «Венерианская атмосферная маневренная платформа», или просто «ВАМП». Частично стальная, частично надувная платформа будет наполнена газом на орбите, доставлена к Венере в защитной оболочке, которая затем раскроется и выпустит платформу. На дельтавидном крыле хватит места и для пропеллеров, и для гондолы с научным оборудованием. Днём ВАМП будет подниматься в более высокие слои атмосферы, на высоту 70 км, чтобы зарядить солнечные батареи, а в ночное время опускаться ниже для проведения исследований. Предполагалось, что ВАМП полетит в полет вместе с зондом «Венера-Д», но сейчас даты запуска у концепта нет.
Самый смелый и красивый проект для исследования Венеры называется HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept). Он предполагает запуск настоящего дирижабля с командой в облака над Венерой. Экипаж с Земли отправляется в космическом корабле на Венеру. Корабль остается на орбите планеты, от него отделяется капсула с дирижаблем. Дирижабль на парашютах спускается в атмосферу, в процессе надувается из баллонов. Сбрасывает защитную капсулу, и выходит на курс. После этого от корабля на орбите отделяется спускаемый модуль, и команда переходит в гондолу дирижабля. Там земляне проводят научную миссию, после чего на том же аппарате возвращается на корабль и отправляются в обратный путь. Общая длительность такой экспедиции может составлять менее одного земного года, с учетом тридцати земных дней на Венере. В перспективе такая схема позволит создать в атмосфере Венеры постоянно действующую научную станцию со сменным экипажем.
Сам по себе дирижабль с обитаемой гондолой не кажется чем-то фантастическим. По расчётам, длина баллона с газом должна быть 130 метров. Реально существовавший воздушный гигант «Гинденбург» был два раза длиннее.
Конечно, предстоит решить множество технических задач. Как правильно упаковать этот дирижабль в спусковой модуль, как развернуть его на орбите, как защитить от агрессивной внешней среды. Но человечество уже доказало, что способно решать такие задачи. Было бы желание. Может быть, воздушные города в небесах, которые мы видели в пятом эпизоде «Звёздных войн», не так уж и далеки от нас.
Терраформирование Венеры
Давайте представим, что же будет дальше. Если люди смогут основать обитаемые станции на орбите Венеры, наука получит достаточно данных, а технологии совершат очередной прорыв - может быть, мы сможем сделать что-то с температурой и атмосферой, чтобы однажды высадиться на поверхность?
Итак, что нам мешает снять шлем и вдохнуть полной грудью запах цветущих венерианских яблонь? Давление, температуры, отсутствие кислорода.
Для того, чтобы остудить планету, существует проект солнечного экрана. Раскрыть в точке равновесия между Солнцем и Венерой гигантский зонт и скрыть планету в тени. Это позволит снизить температуру на планете до приемлемого уровня. Если сильно снизить количество солнечной энергии, то атмосфера Венеры замёрзнет, углекислый газ выпадет на поверхность в виде льда. В результате значительно снизится давление, произойдёт дополнительное охлаждение планеты за счёт повышения альбедо поверхности.
Можно будет переходить к следующему этапу: доставить на Венеру воду. У нас есть запас «свободной» воды в Солнечной системе. Большое количество воды содержат спутники Юпитера и Сатурна, а также кольца Сатурна. Если мы научимся захватывать ледяные астероиды, менять их траекторию, и отправим их на Венеру, то решим сразу две задачи: создадим запасы воды на планете, и за счет силы ударов раскрутим Венеру вокруг своей оси, сократив таким образом венерианские сутки.
По мере того, как на Венере будет появляться вода, она будет разрушать венерианские горные породы, в частности создавать щелочной раствор, который будет еще больше поглощать углекислый газ из атмосферы. Это позволит быстрее снизить атмосферное давление, и мы получим условия, приемлемые для жизни.
Третий этап – доставка на Венеру земных водорослей и микроорганизмов. Есть одноклеточные зелёные водоросли хлорелла, которые поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Их нужно будет распылить в атмосфере Венеры, где они смогут существовать. Если к этому времени на Венере будет достаточно воды в атмосфере, это позволит достаточно быстро создать новую биосферу планеты, который будет поддерживать саму себя.
После этого на Венере станет возможно длительное пребывание землян. Конечно, предстоит решить и другие проблемы: например, придумать что-то для защиты от солнечной радиации, потому что у Венеры нет магнитного поля. И создать плодородные почвы для сельского хозяйства. Но ведь терраформирование – процесс небыстрый.
Спасибо, что прочли! Какая ваша любимая планета Солнечной системы?
Канал «Феи / Роботы / Пришельцы» можно читать на Яндекс.Дзен, в Телеграме и ВКонтакте. Аудиоверсия подкаста доступна на сервисах Яндекс.Музыка, Apple Podcasts, Google Podcasts и в вашем любимом плеере подкастов. Оставляйте комментарии и ставьте оценки. Не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить новые выпуски. Скоро увидимся!
