Misja VERITAS: Badanie głębokich prawd Wenus

Spisu treści:

Misja VERITAS: Badanie głębokich prawd Wenus
Misja VERITAS: Badanie głębokich prawd Wenus
Anonim

Misja VERITAS, obserwująca Wenus, może pomóc w zrozumieniu ewolucji naszej planety, a nawet planet skalistych krążących wokół innych gwiazd.

Wyobraźmy sobie Ziemię. Teraz wypełnij niebo gęstymi, ocienionymi słońcem chmurami kwasu siarkowego; odparować oceany, podnieść temperaturę do 500 stopni Celsjusza i zwiększyć ciśnienie powietrza na tyle, aby spłaszczyć nas w naleśnik. Mamy teraz Wenus, skalistą planetę, podobną wielkością do Ziemi, ale inną prawie pod każdym innym znakiem.

Jak inaczej ewoluowały te siostrzane planety, jest gorącym pytaniem naukowym od dziesięcioleci, a proponowana misja, zwana VERITAS, ma na celu dostarczenie odpowiedzi poprzez lepsze zrozumienie wewnętrznej geodynamiki, która ukształtowała drugą planetę.

VERITAS (skrót od Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography & Spectroscopy) jest rozważany do selekcji w ramach programu Discovery NASA i będzie obsługiwany przez NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) w południowej Kalifornii. Partnerami projektu są Lockheed Martin, Włoska Agencja Kosmiczna, Niemiecka Agencja Kosmiczna i Francuska Agencja Kosmiczna.

„Wenus jest jak kosmiczny przegrany” – powiedziała Suzanne Smrekar, główny badacz VERITAS w JPL. „Istnieją dwa ciała planetarne, Ziemia i Wenus, które zaczęły ewoluować niemal w ten sam sposób, ale przeszły dwie zupełnie inne ścieżki ewolucyjne i nie wiemy dlaczego”.

Ostatnią misją badającą powierzchnię planety był statek kosmiczny NASA Magellan, ukończony w 1994 roku. Sonda dostarczyła kuszących wskazówek na temat geologii Wenus, ale instrumenty nie mogły z pewnością odgadnąć pochodzenia wielu cech powierzchni Wenus.

Zaproponowany do startu w 2026 r. VERITAS będzie krążył wokół planety i obserwował przez zacienione chmury przy użyciu potężnego najnowocześniejszego systemu radarowego do tworzenia globalnych map 3D i spektrometru bliskiej podczerwieni w celu określenia składu powierzchni. Zmierzy również pole grawitacyjne planety, aby określić strukturę wnętrza Wenus. Razem narzędzia dostarczą wskazówek na temat przeszłych i obecnych procesów geologicznych planety, od jej jądra po powierzchnię.

Okno na wczesną Ziemię

Ziemia ma twardą skorupę otaczającą planetę, która rozpada się na mozaikę płyt tektonicznych na szczycie płaszcza. Konwekcja w płaszczu pomaga kontrolować ruch płyt powierzchniowych. Kiedy niektóre płyty opadają do wewnątrz (proces znany jako subdukcja), topią się, a odgazowanie materii wulkanicznej uwalnia lotne pierwiastki (takie jak woda, azot, dwutlenek węgla i metan) do atmosfery.

Dowiedzenie się więcej o procesach geologicznych na Wenus, gdzie ciepła skorupa jest dobrą analogią do wczesnej Ziemi, kiedy płyty dopiero zaczynały się formować, dostarcza cennego wglądu w pochodzenie tych procesów na Ziemi.

„Największą tajemnicą jest dla mnie rozmiar struktur deformacyjnych na Wenus (obszary skał na powierzchni, które zapadły się pod ogromnym ciśnieniem geologicznym), które można zbadać, aby zrozumieć naturę aktywności tektonicznej na planecie” – mówi członek zespołu Joan Stoke, profesor geologii i geofizyki w Laboratorium Sejsmologicznym Caltech w Pasadenie.

Stworzenie map topograficznych 3D VERITAS o wysokiej rozdzielczości pozwoli skupić się na strukturach, które wcześniej były zbyt małe, aby je zobaczyć. Struktury te mogą obejmować ukształtowanie terenu po obu stronach uskoków, takie jak uskok San Andreas, który wskazuje na dużą aktywność tektoniczną. VERITAS będzie również poszukiwać aktywnej destrukcji powierzchni za pomocą map deformacji interferometrycznych, po raz pierwszy poza Ziemią.

Image
Image

VERITAS zbada rozległe struktury deformacyjne - tessera. Te podobne do płaskowyżu cechy mogą być podobne do kontynentów Ziemi. Wiodąca teoria głosi, że kontynenty Ziemi powstały, gdy bogata w żelazo skorupa oceaniczna uległa subdukcji i stopieniu w obecności wody, tworząc ogromne ilości nowej, mniej bogatej w żelazo skorupy kontynentalnej, która unosiła się nad oceanem.

Aby ustalić, czy tessera płaskowyżu Wenus uformowała się w sposób podobny do kontynentów Ziemi, VERITAS stworzy pierwsze globalne wielospektralne mapy składu powierzchni Wenus. Jeśli ich skład będzie przypominał skorupę kontynentalną, otrzymamy również informacje o bardziej wilgotnej przeszłości Wenus.

Świat wulkaniczny

Na Ziemi tektonika płyt i wulkanizm idą w parze. Ale co z Wenus?

„Ustalenie, czy Wenus jest aktywnie wulkaniczna i zrozumienie, co napędza ten proces, jest jednym z naprawdę ekscytujących pytań, na które chciałbym otrzymać odpowiedzi” – mówi planetolog Jennifer Whitten, członek zespołu badawczego VERITAS na uniwersytecie. Nowy Orlean.

Za pomocą spektrometru VERITAS określi, które skały powstały niedawno w wyniku erupcji magmy, zanim interakcje z atmosferą zdążyły zmienić swój skład chemiczny. Ponadto spektrometr będzie szukał gorących punktów z aktywnych erupcji, podczas gdy urządzenie radarowe wyszukuje aktywne usterki, wskazujące na aktywność tektoniczną.

Po zapoznaniu się z wulkanami Wenus i procesami geofizycznymi, które je wywołują, naukowcy będą mogli również ocenić ich wpływ na klimat planety i być może odpowiedzieć na inne kluczowe pytanie: czy wnętrze planety zawiera duże ilości wody, jak Ziemia?

Tworzenie planet nadających się do zamieszkania

Tektonika płyt i wulkanizm nie tylko wpływają na kształt planety; są ściśle związane z możliwością zamieszkania na planecie. Tektonika płyt silnie wpływa na długoterminowy klimat Ziemi, wpływając na procesy utrzymujące równowagę atmosfery: wulkanizm, który uwalnia do atmosfery substancje lotne, oraz subdukcję, która zawraca substancje lotne z powrotem. Ponadto powstawanie i erozja kontynentów Ziemi ma duży wpływ na skład oceanów i atmosfery. Wszystkie te procesy razem dostarczają składników odżywczych i sprzyjającego klimatu do życia.

Ale jaka jest delikatna równowaga geodynamiczna, która ostatecznie sprawia, że planeta nadaje się do zamieszkania? Biorąc pod uwagę odkrycie tysięcy egzoplanet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce, odpowiedź może pomóc nam zrozumieć ich naturę.

„Aby odkryć tajemnice Wenus, musimy zajrzeć do wnętrza Wenus; jest silnikiem globalnej ewolucji geologicznej i atmosferycznej”- powiedział Smrekar. „Czy Wenus i Ziemia są zasadniczo unikalnymi światami? A może różnice między tymi „bliźniakami” są czysto kosmetyczne? Odpowiedź na to pytanie będzie kluczem do zrozumienia, co sprawia, że inne skaliste planety nadają się do zamieszkania i ostatecznie do powstania życia.

Zalecana: