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. Фото: Hightech.fm

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.

Фотография поверхности Венеры с космического корабля «Венера-13» 1 марта 1982

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.

Таблоїд: НАСА запустило місію на Марс – відео

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.

Снимки, переданные исследовательским аппаратом «Венера-9»

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).

Карта солнечной системы

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.

Динамика облаков на Венере, фото с аппарата «Венера

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.

Таблоїд:Туристичний путівник по Марсу

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.

Аэропонная ферма для выращивания сельскохозяйственных культур в космосе

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.

Спуск дирижабля проекта HAVOC в атмосферу Венеры

Таблоїд:Марс максимально близько наблизився до Землі

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.

Автор : Олег Сабитов