Csudába a Marssal, irány a Vénusz!

2014.12.26. 17:10

Az utóbbi időben rengeteget hallhattunk a Mars-utazás előkészületeiről, folyamatosan kapjuk az adatokat a matuzsálemi kort megért Curiosity Mars-járótól a bolygó múltjáról, és már ifjú reménybeli marsonautánk is van, a nemrég az Origón is bemutatkozó 13 éves amerikai lány, Alyssa Carson személyében. Az Esthajnalcsillagról azonban, mely olyan fényesen világít az éjszakai égbolton, hogy szerencsés időszakokban még árnyékot is vetünk a fényében, évek óta nem sok szó esik.

A Vénuszról a huszadik század közepéig nem túl sokat tudtunk, hiszen vastag, sűrű, a fényt erősen visszaverő légköre igencsak megnehezíti a felszín megfigyelését. Csak az 1950-es években jöttek rá, hogy a bolygó a sűrű légkör alatt igen lassan, a Naprendszer többi bolygójával ellentétes (retrográd) irányban forog - nagyjából a földi év kétharmada felel meg egy napnak a Vénuszon. Az ezt követő évtizedekben több szovjet és amerikai űrszonda látogatott el ide, melyek behatoltak a légkörbe, és elérték a felszínt is. Később az amerikai Magellan űrszonda radar- és gravitációs térképet készített a bolygó felszínéről, egészen mostanáig pedig az ESA Venus Express nevű űreszköze keringett körülötte több mint 8 éven át.

Trópusi erdők helyett pokoli katlan

Már az első konkrét eredmények is világosan mutatták, hogy a Vénusz nem egy barátságos hely. Felszínén, melyet vastag, főként szén-dioxidból álló légkör borít, “tengerszinten” nagyjából 92 atomszférás nyomás uralkodik, ami olyan, mintha majd egy kilométernyi víz lenne a fejünk felett. Persze, ha hirtelen ott teremnénk, a hatalmas nyomás mellett más miatt is főhetne a fejünk, hiszen a felszínen mért átlagos hőmérséklet meghaladja a 400 Celsius-fokot.

Ezt látta a Vénusz felszínén a szovjet Venyera-13 szondaForrás: NASA National Space Science Data Center

Ha ügyesen megszerkesztett, nyomás- és hőálló ruhánkban körbepillantanánk, meglehetősen sivár tájkép tárulna elénk, vizet - sőt, hidrogént - még nyomokban sem találnánk, és a tompa félhomályban az egyetlen izgalmas látványt az égen elvonuló kén-dioxidból és kénsavból álló felhők jelentenék. A korai sci-fi írók trópusi dzsungelekről alkotott víziói egy csapásra szertefoszlottak a szomorú valóság láttán, jóllehet a felhők között nem zárják ki valamiféle mikrobiális élet létezését.

Vénusz, a végletesen kiszáradt Föld

A Vénuszt szokták a Föld testvérbolygójának is hívni, hiszen mérete és tömege igen közel áll hozzá, azonban a két planéta sorsa egész máshogy alakult. Ha valaha volt is víz a felszínén, az az elszabadult üvegházhatás miatt elpárolgott, majd a légkör felső rétegeiben fotodisszociációval  elbomlott.

A víz “olajozó” hatásának hiányában nem tudott működni a lemeztektonika, ami alapvető fontosságú ahhoz, hogy a bolygó belsejéből távozhasson a hő. E hővezetés megszűntével leálltak azok az áramlások a bolygó belsejében, melyekhez hasonlóak itt a Földön a mágneses mező létrehozásáért felelnek, és így, a mágneses erőtér védelme (van Allen-övek) hiányában a napszél lassacskán elsodorhatta a légkör felső rétegeibe emelkedő hidrogént.
A forróság hatására szén-dioxid távozott a kőzetekből, és tovább erősítette az üvegházhatást - így alakulhatott ki a Vénusz mai, barátságtalan légköre, mely a felszínen nem sok esélyt ad az általunk ismert életformák fennmaradásának.

Tervek barátságosabb légkörben

A NASA egyik új küldetési terve azonban olyan lehetőségeket lát ezen a pokolinak tűnő bolygón, melyeket eleddig a legtöbben figyelmen kívül hagytak. A HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept) kiötlői eleve lemondtak arról, hogy leszálljanak a Vénusz felszínére, inkább arra építenek, hogy úgy 50 kilométeres magasságban egészen kellemes körülmények uralkodnak - olyannyira, hogy a Föld után ez tekinthető a legbarátságosabb helynek a Naprendszerben.

Lássuk miért is:

  • a gravitáció épphogy csak kisebb a földinél;

  • a nyomás ebben a légköri rétegben a földfelszínivel egyezik meg;

  • a hőmérséklet 75 Celsius-fok körül alakul;

  • a sugárterhelés nagyjából “akkora, mint Kanadában” - ahogy az egyik kutató fogalmazott;

  • ráadásul napfényből is van bőven, ami nem hátrány, ha a jövő Vénusz-utazói napelemeket szeretnének használni.

Ehhez képest a Mars kellemetlenül cudar helynek bizonyul:

  • a gravitáció a földi harmada;

  • a felszíni légnyomás kevesebb mint századrésze a földinek;

  • az átlaghőmérséklet -63 Celsius-fok;

  • a sugárterhelés negyvenszerese a földfelszíni értéknek, ami azt jelenti, hogy komoly védőfelszerelésre van szükség;

  • végül, jóval gyengébb a napsugárzás - kevesebb mint 30%-a a Vénusz felső légkörében mérhető átlagnak.

Úgy fest, a vörös bolygó felszíne a Vénusz felső légköréhez képest mindössze annyival kedveskedik az emberi látogatóknak, hogy ha leejtenek valamit, az nem hullik nyomban egy forró kemencébe.

A Vénusz további nagy előnye, hogy jóval könnyebben elérhető, mint a Mars - egy 30 napos ottléttel járó küldetést oda-visszaúttal együtt 440 nap alatt végre lehet hajtani úgy, hogy ha az űrhajósok valami miatt nem tudnak leszállni, azonnal visszaindulhatnak a Földre. A Mars esetében az utazás időtartama ennek másfél-kétszerese lehet, ráadásul nem lehet csak úgy megszakítani a küldetést: addig kell keringeniük a Mars körül, míg meg nem nyílik a következő visszatérési ablak.

Valahogy így nézne ki egy Vénusz-utazás. Kattintson a nagyobb képért!Forrás: NASA Langley Research Center

A HAVOC nagyratörő tervei szerint (itt egy motivációs videó) a Vénusz-utazás leszállóegységei napelemekkel burkolt léghajók lehetnének, melyeket az egyenlítőnél állandóan fújó, nagyjából 100 m/s-os szél vinne körbe-körbe a bolygón - biztosítva a nappalok és az éjszakák váltakozását, amire a bolygó lassú forgása egyébként nem adna módot.

Az küldetéssorozat első állomása egy robotléghajó vénuszi atmoszférába bocsátása lenne, ezt követné egy 30 napos emberes küldetés a bolygó körüli pályán, majd az űrhajósok léghajójukkal egyre hosszabb ideig tartózkodnának a Vénusz légkörében, és végül akár lebegő városokat is kiépíthetnének. A Vénusz atmoszférájának vizsgálata mellett robotokat is küldhetnének a felszínre, amelyeket a fizikai közelség miatt (ellentétben a Mars-járókkal) közvetlenül irányíthatnának.

Ilyenek lennének a Vénusz felső légkörében lebegő városokForrás: NASA Langley Research Center

A küldetéstől egyrészt azt remélik, hogy többet megtudhatnak a Vénusz “elszabadult üvegházáról” és a bolygó fejlődéséről, de kiötlői leginkább azt hangsúlyozzák, hogy fontos, könnyebben elérhető köztes célpont lehet más bolygók, elsősorban a Mars emberes felkeresése előtt. Vizsgálhatják a hosszabb távú űrutazás problémáit, a lakóegységek működését, és egyáltalán: bármit, ami ahhoz kell, hogy egy idegen bolygón huzamosabb ideig éljenek - miközben egyébként fontos kutatási programokat hajtanak végre.

A Vénusz-kutatók jelenleg a következő kérdésekre keresik a választ
  • Hogyan alakult ki és fejlődött a bolygó légköre?

  • Milyen folyamatok idézték elő az üvegházhatást és a légkör gyors forgását?

  • Milyen a vénuszi felhők összetétele, szerkezete és hatása az éghajlatra? Létezhet-e a felhők között élet?

  • Hogyan változott (állt le) a bolygó felszínének lemeztektonikai működése?

  • Milyen a kéreg pontos kőzetfelépítése?

  • Volt-e valaha folyékony víz a Vénusz felszínén vagy a kőzetek belsejében, és hogyan befolyásolta az üvegházhatás a bolygó klímáját az idők folyamán? (Itt is fontos lehet az üledékes kőzetek keresése, mint a Mars esetében.)

  • Hogyan hatott egymásra a klímaváltozás során a bolygó belseje, felszíne és légköre?

A célokat a NASA egy 2014 májusában kiadott dokumentumban részletezi.

A tervek jelenleg is használatos, illetve a közeljövőben elérhető technológiákra támaszkodnak, így szerepet kaphat megvalósításukban a nemrég sikeresen tesztelt Orion űrhajó, valamint a felbocsátásához használt Space Launch System egy “izmosabb” változata. Ez utóbbi megépítésére feltehetően a 2020-as évek végéig várni kell, így ez hátráltathatja leginkább a küldetés technikai kivitelezését. A terv megalkotói ugyanakkor sikeresen kipróbálták a léghajók méretarányos modelljeinek működését, és átment a teszteken az a teflonbevonat is, mellyel a napelemeket védenék a vénuszi légkörben gyakori szitáló tömény kénsavesőtől.