HAVOC Mission: Waarom NASA mensen naar Venus wil sturen

Populaire sciencefiction uit de vroege 20e eeuw verbeeldde Venus als een soort wonderland van aangenaam warme temperaturen, bossen, moerassen en zelfs dinosaurussen. In 1950 vroeg het Hayden Planetarium in het American Natural History Museum om reserveringen voor de eerste ruimtetoeristische missie, ruim voor het moderne tijdperk van Blue Origins, SpaceX en Virgin Galactic. Het enige dat u hoefde te doen, was uw adres opgeven en het vakje aanvinken voor uw gewenste bestemming, waaronder Venus.

Vandaag is het onwaarschijnlijk dat Venus een droombestemming is voor ambitieuze ruimtetoeristen. Zoals onthuld door talloze missies in de laatste decennia, is de planeet eerder dan een paradijs, een helse wereld van helse temperaturen, een corrosieve giftige atmosfeer en verpletterende druk aan de oppervlakte. Desondanks werkt NASA momenteel aan een conceptuele bemande missie naar Venus, genaamd het Hoogtegrale Venus Operationele Concept - (HAVOC).

Maar hoe is een dergelijke missie zelfs mogelijk? Temperaturen op het aardoppervlak (ongeveer 460 graden C) zijn in feite heter dan Mercurius, ook al is Venus ongeveer het dubbele van de afstand van de zon. Dit is hoger dan het smeltpunt van veel metalen, inclusief bismut en lood, die zelfs als "sneeuw" op de hogere bergtoppen kunnen vallen. Het oppervlak is een kaal, rotsachtig landschap dat bestaat uit uitgestrekte vlaktes van basaltblokken met vulkanische kenmerken en verschillende bergachtige streken op continentaal niveau.

Het is ook geologisch jong en heeft catastrofale resurfacing-evenementen ondergaan. Dergelijke extreme gebeurtenissen worden veroorzaakt door de opeenhoping van warmte onder het oppervlak, waardoor deze uiteindelijk smelt, warmte afgeeft en opnieuw stolt. Zeker een enge prospect voor alle bezoekers.

Zweven in de atmosfeer

Gelukkig is het idee achter NASA's nieuwe missie niet om mensen op het onherbergzame oppervlak te laten landen, maar om de dichte atmosfeer te gebruiken als uitvalsbasis voor verkenning. Er is nog geen openbare datum bekendgemaakt voor een missie van het HAVOC-type. Deze missie is een langetermijnplan en zal ervan uitgaan dat kleine testmissies als eerste succesvol zullen zijn. Zo'n missie is nu mogelijk, met de huidige technologie. Het plan is om luchtschepen te gebruiken die langere tijd in de bovenste atmosfeer kunnen blijven.

Hoe verrassend het ook mag lijken, de bovenste atmosfeer van Venus is de meest aardachtige locatie in het zonnestelsel.Tussen hoogten van 50 km en 60 km kunnen de druk en temperatuur worden vergeleken met delen van de lagere atmosfeer van de aarde. De atmosferische druk in de Venusische atmosfeer op 55 km is ongeveer de helft van die van de druk op zeeniveau op aarde. In feite zou je prima zijn zonder een drukpak, want dit komt grofweg overeen met de luchtdruk die je zou tegenkomen op de top van de Kilimanjaro. Noch zou u zich moeten isoleren, aangezien de temperatuur hier tussen 20 graden C en 30 graden C varieert.

De atmosfeer boven deze hoogte is ook voldoende compact om astronauten te beschermen tegen ioniserende straling uit de ruimte. De nabijheid van de zon zorgt voor een nog grotere hoeveelheid beschikbare zonnestraling dan op aarde, die kan worden gebruikt om energie te genereren (ongeveer 1,4 keer zo groot).

Het conceptuele luchtschip zweefde rond de planeet en werd door de wind geblazen. Het kan, nuttig, worden gevuld met een ademend gasmengsel zoals zuurstof en stikstof, waardoor het drijfvermogen. Dit is mogelijk omdat ademende lucht minder dicht is dan de Venusische atmosfeer en als gevolg daarvan een hefgas zou zijn.

De Venusische atmosfeer bestaat voor 97 procent uit koolstofdioxide, ongeveer 3 procent uit stikstof en sporen van andere gassen. Het bevat op beroemde wijze een besprenkeling van zwavelzuur, dat dichte wolken vormt en een belangrijke bijdrage levert aan de zichtbare helderheid ervan vanaf de aarde. In feite weerspiegelt de planeet ongeveer 75 procent van het licht dat erop valt van de zon. Deze zeer reflecterende wolkenlaag bestaat tussen 45 km en 65 km, met een waas van zwavelzuur druppels onder tot ongeveer 30 km. Als zodanig zou een luchtschipontwerp bestand moeten zijn tegen het corrosieve effect van dit zuur.

Gelukkig hebben we al de technologie die nodig is om het probleem van de zuurgraad te overwinnen. Verschillende in de handel verkrijgbare materialen, waaronder teflon en een aantal kunststoffen, hebben een hoge zure weerstand en kunnen worden gebruikt voor de buitenste omhulling van het luchtschip. Als je al deze factoren in overweging neemt, kun je een wandeling maken op een platform buiten het luchtschip, met alleen je luchttoevoer en een chemisch gevarenpak aan.

Leven op Venus?

Het oppervlak van Venus is vanuit een baan om de radar gebracht op de Amerikaanse Magellan-missie. Slechts enkele locaties aan de oppervlakte zijn echter ooit bezocht, door de serie Venera-missies van Sovjet-sondes aan het einde van de jaren zeventig. Deze sondes retourneerden de eerste - en tot nu toe enige - beelden van het Venusiaanse oppervlak. Zeker oppervlakkige omstandigheden lijken volkomen ongastvrij voor elk soort leven.

De bovenste atmosfeer is echter een ander verhaal. Bepaalde soorten extremofiele organismen bestaan ​​al op aarde die bestand zijn tegen de omstandigheden in de atmosfeer op de hoogte waarop HAVOC zou vliegen. Soorten zoals de infernus Acidianus zijn te vinden in zeer zure vulkanische meren in IJsland en Italië. Airborne microben zijn ook gevonden te bestaan ​​in de wolken van de aarde. Niets van dit bewijst dat het leven bestaat in de Venusische atmosfeer, maar het is een mogelijkheid dat het zou kunnen worden onderzocht door een missie als HAVOC.

De huidige klimatologische omstandigheden en de samenstelling van de atmosfeer zijn het resultaat van een uit de hand gelopen broeikaseffect (een extreem broeikaseffect dat niet kan worden omgekeerd), dat de planeet transformeerde van een gastvrije aardachtige tweelingwereld in zijn vroege geschiedenis. Hoewel we momenteel niet verwachten dat de aarde een vergelijkbaar extreem scenario zal ondergaan, toont het wel aan dat dramatische veranderingen in een planetair klimaat kunnen optreden wanneer bepaalde fysieke omstandigheden zich voordoen.

Door onze huidige klimaatmodellen te testen met behulp van de extremen die op Venus te zien zijn, kunnen we nauwkeuriger bepalen hoe verschillende klimaatveranderingseffecten tot dramatische veranderingen kunnen leiden. Venus biedt ons daarom een ​​middel om de extremen van onze huidige klimaatmodellering te testen, met alle inherente implicaties voor de ecologische gezondheid van onze eigen planeet.

We weten nog steeds relatief weinig over Venus, ondanks dat het onze dichtstbijzijnde planetaire buurman is. Uiteindelijk zal het leren hoe twee zeer vergelijkbare planeten zo'n verschillend verleden kunnen hebben ons helpen de evolutie van het zonnestelsel te begrijpen en misschien zelfs dat van andere sterrenstelsels.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation van Gareth Dorrian en Ian Whittaker. Lees hier het originele artikel.