Saken for å dra til Venus

David Grinspoon så ut som om noen hadde dødd. Det var januar 2017, og astrobiologen hadde nettopp fått dårlige nyheter.

Relatert innhold

• For å forstå eksotiske eksoplaneter, bør vi starte i vår egen hage
• Hvem skal være ansvarlige når mennesker begynner å kolonisere andre planeter?
• Forskere oppdager syv jordstørrede planeter som kretser rundt en stjerne i nærheten

NASA hadde nylig kunngjort resultatene fra konkurransen Discovery Program, som skulle bestemme hvor byrået skulle sende sin neste romfartssonde. Alternativene: to asteroideoppdrag eller to individuelle Venus-bane (et annet alternativ innebar et infrarødt romteleskop). Grinspoon hadde undersøkt Venus i det meste av sin 30-årige karriere. Men NASA, til hans ulykke, hadde gått med asteroidene.

"Folk snakker om å finne Earth 2.0, " fortalte Grinspoon meg på American Astronomical Society sitt vintermøte, frustrasjon tydelig i stemmen hans. "Vi har Earth 2.0 som sitter akkurat der, og vi ser bort fra den."

I løpet av de siste 65 årene har NASA sendt ni omløpere og åtte landere eller rovere til Mars, og utløst en bølge av offentlig fascinasjon for den røde planeten. I samme periode har byrået sendt bare tre omløpere til Venus, planeten hvis størrelse og masse er så nær vår egen at det ofte blir referert til som "Jordens tvilling." Det er synd, sier Grinspoon, fordi Venus har potensialet å fortelle oss mer om både vår egen planet og jordlignende verdener rundt andre soler.

I dag er Venus en ulmende dødsfelle, med en tykk atmosfære som fanger varme i en ekstrem versjon av jordas egen global oppvarmingseffekt. Men det var en gang vert for flytende hav, og kan ha vært solsystemets første beboelige planet. Å forstå hva som fikk Venus til å bli kontrollert, kan hjelpe forskere til å forstå hvordan mer livsvennlige planeter er i stand til å forbli gjestfrie, i tillegg til å gi et snev av hva Jorden kan møte hvis vår egen atmosfære vil være for langt utenfor banen.

"Det er utrolig vitenskapelig overbevisende å forstå en planet som egentlig er i den samme delen av solsystemet, i samme størrelse som Jorden, den samme massen av Jorden - og likevel er så annerledes, " sier planetgeolog David Senske, forsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i California som har jobbet med Grinspoon. Også Senske ser allerede mot det neste potensielle Venus-oppdraget.

Men etter det siste nederlaget, er Grinspoon ikke så sikker. "Etter hvert vil det skje, men jeg holder ikke pusten, " sier han. "I likhet med Charlie Brown, har jeg løpt å sparke den fotballen mange ganger, og havnet på bakken, og så opp på himmelen, og lurte på hva som skjedde."

En tøff nøtt å sprekke

Når det gjelder beboelige verdener, har astronomer en tendens til å fokusere på det som er kjent som Goldilocks-sonen, eller sonen for brukbarhet: det smale båndet av rom der en planet verken er for varm eller for kald til at det finnes flytende vann på overflaten. Det er grunnen til at eksoplaneter som kretser rundt stjernene sine på akkurat den rette avstanden - som tre av de syv planetene i det nyoppdagede TRAPPIST-1-systemet - har en tendens til å tiltrekke seg mye oppmerksomhet. Vi håper man ender opp med å være den akkurat rette grøten som kan opprettholde livet.

Jordens forhold anses selvfølgelig som det ideelle for å huske liv. Men hvis Jorden er det ideelle, så er Venus en ganske nær match. Morningstjernen, med en diameter på 7500 miles, er bare litt mindre enn jorden og litt mindre massiv. Og til tross for det nåværende tørre klimaet, har observasjoner fra NASAs Pioneer-oppdrag antydet at planeten en gang hadde et flytende hav, og modeller som Grinspoon arbeidet med antyder at havet kan ha vart i milliarder av år, og gitt liv god tid til å utvikle seg.

På et tidspunkt overtok imidlertid planetens atmosfære. En overflod av karbondioksid utløste en ekstrem global oppvarmingseffekt, noe som resulterte i ødeleggelsen av planetens mest beboelige regioner. I dag når temperaturene på overflaten en brennende 470 grader celsius, og det knuste overflatetrykket er sammenlignbart med det du finner mer enn en halv kilometer under jordens hav. De tette skyene av svovelsyre tjener bare til å gjøre planeten mer skremmende.

Det kan bidra til å forklare hvorfor NASA har vært nølende med å investere i å utforske planeten, og foretrekker å rette oppmerksomheten mot den mindre truende Mars eller andre deler av solsystemet. Når det gjelder forståelsen av hvordan planeten ble så helvete, "er Venus en tøff nøtt å sprekke, " sier Senske.

Ifølge Jim Green, direktør for NASAs divisjon for planetarisk vitenskap, skyldes en del av grunnen til at byrået har ristet bort fra Venus de siste årene på vell av potensielle mål tilgjengelig for å utforske. "Vi har en slik forlegenhet av rikdom i dette solsystemet, " sier Green. Som alltid er finansiering en annen sak: "Vi har så mange ting at vi vil gjøre at vi bare ikke kan gjøre alt."

Likevel insisterer Green på at romfartsorganet ikke har forlatt jordens tvilling permanent. "Vi ser alvorlig på Venus - vi har alltid vært seriøse med Venus, " sier han. Han påpeker at NASA tok en kort stund fra Mars også, før han dykket inn med det siste Curiosity-oppdraget og omløperne. Selvfølgelig varte det røde planetens brudd i mindre enn et tiår - mens NASAs siste Venus-oppdrag, Magellan, ble avsluttet i 1994.

Venus er kanskje ikke moden for livet i dag, men det kan hjelpe forskere å finne ut hva de skal se etter når de undersøker potensielt beboelige verdener utenfor solsystemet. Å forstå hvor mye av planetens nedadrettede spiral forholder seg til beliggenheten og hvor mye er avhengig av andre egenskaper, kan hjelpe forskere til å finne ut hvilke av de steinete, jordstore verdenene rundt andre stjerner som kan være beboelige - og som kan ende opp som en annen Venus.

"Hvis vi vil vite hvordan vi mister vanen i den indre kanten av den beboelige sonen, er det ikke noe bedre sted å se på enn Venus, " sier Grinspoon.

Exoplanet-forskere er bare begynt å lære om de uklare atmosfærene fra fjerne verdener, med et sterkt fokus på de mer massive gassgigantene. I løpet av det siste tiåret har de vendt Hubble-romteleskopet mot ekso-atmosfærer, og NASAs kommende James Webb-teleskop, bør hjelpe til med å dele skyene ytterligere når det lanseres i 2018. Da vår evne til å undersøke eksoplanettatmosfærer forbedres, kunne Venus 'skyer hjelpe oss dechiffrer andre steinete eksoplaneter.

“Det kommer virkelig ned på atmosfærisk karakterisering av disse verdenene for å vite hvordan det er. Det kommer til å være sentralt i fremtiden, sier Hannah Wakeford, en eksoplanettforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center som undersøker atmosfærene i verdener utenfor solsystemet. "Å forstå de kritiske forskjellene mellom våre to planeter er virkelig en viktig ting vi bør gjøre."

Står Venus opp?

Selv om NASA ikke har sendt et oppdrag til Venus på snart 30 år, har byrået holdt et vandrende øye på planeten. Galileo og Cassini fløy begge forbi på vei til de ytre planetene, og MESSENGER snek en titt på vei til Merkur.

Faktisk kan USA hjelpe til med det neste russiske oppdraget til Venus. Senere denne uken vil et team av NASA-sponsede forskere møte med det russiske vitenskapsakademiets romforskningsinstitutt for å fortsette arbeidet med det foreslåtte Venera-D-oppdraget til jordens tvilling, ifølge en fersk pressemelding. Tidligere i år identifiserte nasjonenes Joint Science Definition Team deres delte vitenskapelige mål for planeten, som de skisserte i en rapport som ble utgitt forrige fredag.

Det russisk-ledede oppdraget, hvis fulle navn er Venera-Dolgozhivuschaya (som betyr "langvarig"), planlegger å slippe en lander på overflaten og samtidig distribuere en orbiter for å gjøre sine egne studier. Misjonens vitenskapelige mål skulle fokusere på sentrale spørsmål om atmosfæren og hvordan den samhandler med overflaten, ifølge en rapport fra januar. Senske, som er medformann for teamet, sier landerens land ville likne russiske landere fra fortiden og overleve i flere timer på overflaten - en bragd i seg selv.

"Det viktigste spørsmålet for Venus handler om mekanismene som gjorde den så forskjellig fra jorden, " sier den russiske teammedlem og planetforsker Mikhail Gerasimov på e-post. "Det er en global praktisk interesse for jordens utviklingstrend." Med andre ord kan studere Venus hjelpe forskere til å identifisere om Jorden også en dag kan havne på klimaveien uten retur.

Den globale bekymringen er det som har trukket Russland og USA sammen over et foreslått Venus-oppdrag, til tross for det endrede politiske klimaet de siste årene. Selv om oppdraget ikke blir bekreftet og ikke ville starte før etter 2025, virket Green uforstyrret over bekymringen for at amerikansk politikk kan påvirke dens levedyktighet. "På en måte er vitenskap det en gledelig ting som fortsetter uansett hva politikken er, " sier han og peker på hvordan forskere fra begge land fortsatte å jobbe sammen gjennom den kalde krigen. Han fremhevet også NASAs "fantastiske forhold" med den russiske motparten når det gjelder den internasjonale romstasjonen.

"Hva våre romnasjoner har gjort, samarbeidet og samarbeidet, fortjener virkelig en Nobels fredspris, " sier han.

Hvis den beveger seg fremover, kan Venera-D hjelpe med å trekke Venus tilbake til forkant av planetarisk vitenskap når oppdraget søker å svare på spørsmål om jordens utvikling og andre beboelige planeter i universet. Som Grinspoon påpeker, “er det en forskjell mellom jordstørrelse og jordlignende.” Å finne ut hva denne forskjellen er, kan hjelpe oss å finne ut hvilken av verdens kretsløpende stjerner som virkelig er beboelige.

Etter å ha vært en del av et halvt dusin mislykkede Venus-misjonsforslag i løpet av sin karriere, er Grinspoon fortsatt forsiktig med at det nåværende oppdragsforslaget vil bære frukt. Men andre forblir håpefulle. "Venus 'tid kommer, " sier Senske. "Følg med. Jeg tror Venus reiser seg her. ”