Sao Kim được gọi là hành tinh Trái đất chị em. Nó có kích thước và khối lượng tương đương với Trái đất, nó là người hàng xóm hành tinh gần nhất của chúng ta và Sao Kim và Trái đất lớn lên cùng nhau.
Khi bạn lớn lên với một cái gì đó, và nó luôn luôn ở đó, bạn sẽ coi đó là điều hiển nhiên. Là một loài, chúng tôi thỉnh thoảng liếc qua Sao Kim và đi trộm Huh. Nhìn vào sao Kim. Sao Hỏa, các ngoại hành tinh kỳ lạ trong các hệ mặt trời xa xôi, và những người khổng lồ khí lạ và mặt trăng của chúng trong Hệ Mặt trời của chúng ta thu hút nhiều sự chú ý của chúng ta hơn.
Nếu một nền văn minh xa xôi tìm kiếm Hệ mặt trời của chúng ta để tìm các hành tinh có thể ở được, sử dụng cùng tiêu chí chúng ta làm, thì Sao Kim sẽ là tin tức trang nhất cho chúng. Nó ở trên rìa của khu vực có thể ở được và nó có một bầu không khí. Nhưng chúng tôi biết tốt hơn. Sao Kim là một thế giới địa ngục, đủ nóng để làm tan chảy chì, với áp suất khí quyển và mưa axit rơi xuống từ bầu trời. Mặc dù vậy, Venus vẫn giữ bí mật mà chúng ta cần tiết lộ.
Đứng đầu trong số những bí mật đó là, Tại sao sao Kim lại phát triển khác biệt như vậy?
Điều kiện trên sao Kim đặt ra những thách thức độc đáo. Lịch sử thám hiểm sao Kim tràn ngập những người Venera Landers tan chảy. Các tàu thăm dò quỹ đạo như Pioneer 12 và Magellan gần đây đã có nhiều thành công hơn, nhưng bầu không khí dày đặc Venus Venus vẫn hạn chế hiệu quả của chúng. Những tiến bộ trong vật liệu, và đặc biệt là trong mạch điện tử có thể chịu được nhiệt Venus Venus, đã khơi dậy hy vọng khám phá bề mặt của Sao Kim một cách chi tiết hơn.
Tại Hội thảo Tầm nhìn Khoa học Hành tinh 2050 2017, được đưa ra bởi Viện Mặt trăng và Hành tinh (LPI), một nhóm từ Viện Nghiên cứu Tây Nam (SWRI) đã kiểm tra tương lai của việc thăm dò Sao Kim. Đội được dẫn dắt bởi James Cutts từ JPL.
Nhóm đã thừa nhận một số câu hỏi quá mức mà chúng tôi có về Sao Kim:
- Làm thế nào chúng ta có thể hiểu được sự hình thành, tiến hóa và lịch sử khí hậu?
- Làm thế nào chúng ta có thể xác định sự tiến hóa của bề mặt và nội thất?
- Làm thế nào chúng ta có thể hiểu bản chất của các tương tác nội thất-bề mặt-khí quyển theo thời gian, bao gồm cả liệu nước lỏng có từng tồn tại không?
Vì Hội thảo Tầm nhìn 2050 là tất cả trong 50 năm tới, Cutts và nhóm của ông đã xem xét các thách thức đặt ra bởi các điều kiện độc đáo của Venus, và làm thế nào họ có thể trả lời các câu hỏi trong ngắn hạn, trung hạn và dài hạn.
Các mục tiêu ngắn hạn để khám phá Sao Kim bao gồm cải thiện khả năng viễn thám từ các đầu dò quỹ đạo. Điều này sẽ cho chúng ta biết nhiều hơn về lực hấp dẫn và địa hình của Sao Kim. Cải thiện hình ảnh radar và hình ảnh hồng ngoại sẽ điền vào nhiều khoảng trống hơn. Nhóm nghiên cứu cũng thúc đẩy ý tưởng về một nền tảng trên không được duy trì, tàu thăm dò sâu và tàu đổ bộ trong thời gian ngắn. Nhiều đầu dò / dropsondes cũng là một phần của kế hoạch.
Dropsondes là những thiết bị nhỏ được thả vào khí quyển để đo gió, nhiệt độ và độ ẩm. Họ đã sử dụng trên Trái đất để hiểu thời tiết và các hiện tượng cực đoan như bão và có thể thực hiện cùng một mục đích tại Sao Kim.
Trong thời gian ngắn sắp tới, các nhiệm vụ có đích đến cuối cùng không phải là sao Kim cũng có thể trả lời các câu hỏi. Những chuyến bay bằng tàu thủ công như Bếp lửa-Năng lượng mặt trời, và các nhiệm vụ của Tàu quỹ đạo Mặt trời có thể cung cấp cho chúng ta thông tin tốt trên đường tới Sao Thủy và Mặt trời. Những nhiệm vụ này sẽ ra mắt vào năm 2018.
ESO từ Venus Express và Nhật Bản Akatsuki, (quỹ đạo khí hậu Venus), đã nghiên cứu chi tiết về khí hậu Venus, đặc biệt là hóa học và sự tương tác giữa khí quyển và bề mặt. Venus Express kết thúc vào năm 2015, trong khi Akatsuki vẫn ở đó.
Các mục tiêu trung hạn có nhiều tham vọng hơn. Chúng bao gồm một tàu đổ bộ dài hạn để nghiên cứu các đặc tính địa vật lý của Venus, một tàu đổ bộ tessera trong thời gian ngắn và hai quả bóng bay.
Tàu đổ bộ tesserae sẽ hạ cánh trong một loại địa hình được tìm thấy trên Sao Kim được gọi là tesserae. Chúng tôi nghĩ rằng tại một thời điểm, Sao Kim có nước lỏng trên đó. Bằng chứng cơ bản cho điều này có thể nằm ở vùng tesserae, nhưng địa hình cực kỳ gồ ghề. Một tàu đổ bộ trong thời gian ngắn có thể hạ cánh và hoạt động ở các vùng tesserae sẽ giúp chúng tôi trả lời câu hỏi về nước lỏng Venus Venus.
Nhờ sự phát triển liên tục của các thiết bị điện tử chịu nhiệt, một tàu đổ bộ có thời gian dài (vài tháng trở lên) đang trở nên khả thi hơn trong trung hạn. Lý tưởng nhất là bất kỳ tàu đổ bộ di động dài hạn nào cũng có thể di chuyển hàng chục đến hàng trăm km, để có được một mẫu bề mặt của Venus Venus. Đây là cách duy nhất để thực hiện các phép đo địa hóa và khoáng vật học tại nhiều địa điểm.
Trên sao Hỏa, tàu đổ bộ chạy bằng năng lượng mặt trời. Bầu không khí dày đặc Venus khiến điều đó là không thể. Nhưng bầu không khí dày đặc tương tự cấm năng lượng mặt trời có thể đưa ra một giải pháp khác: một chiếc máy bay chạy bằng năng lượng buồm. Sức mạnh cánh buồm kiểu cũ có thể nắm giữ chìa khóa để di chuyển trên bề mặt Sao Kim. Bởi vì bầu không khí rất dày đặc, chỉ cần một cánh buồm nhỏ là cần thiết.
Các mục tiêu dài hạn từ Cutts và nhóm của anh ấy là nơi mọi thứ trở nên thực sự thú vị. Một rover bề mặt tồn tại lâu vẫn còn trong danh sách, hoặc có thể là một nghề thủ công gần bề mặt như một quả bóng. Ngoài ra trên đó là một mạng lưới địa chấn tồn tại lâu dài.
Một mạng lưới địa chấn sẽ thực sự bắt đầu hé lộ những bí mật đằng sau cuộc sống địa vật lý của Venus. Trong khi một tàu đổ bộ sẽ cho chúng ta ước tính về hoạt động địa chấn, thì chúng sẽ thô sơ so với những gì một mạng lưới cảm biến địa chấn sẽ tiết lộ về hoạt động bên trong của Venus. Một sự hiểu biết kỹ lưỡng hơn về các cơ chế và vị trí trận động đất sẽ thực sự khiến các nhà lý thuyết xôn xao. Nhưng đó là điều cuối cùng trong danh sách sẽ là mục tiêu cuối cùng. Một nhiệm vụ hoàn trả mẫu.
Chúng tôi rất giỏi trong việc đo lường tại chỗ trên các thế giới khác. Nhưng đối với Sao Kim, và đối với tất cả các thế giới khác mà chúng ta đã đến hoặc muốn ghé thăm, một sự trở lại mẫu là chén thánh. Các sứ mệnh của Apollo đã mang về hàng trăm kg mẫu mặt trăng. Các nhiệm vụ hoàn trả mẫu khác đã được gửi đến Phobos, thất bại và các tiểu hành tinh, với mức độ thành công khác nhau.
Theo một mẫu cho loại phân tích sâu sắc chỉ có thể được thực hiện trên các phòng thí nghiệm ở đây trên Trái đất là trò chơi kết thúc. Chúng tôi có thể tiếp tục phân tích các mẫu khi chúng tôi phát triển các công nghệ mới để kiểm tra chúng. Khoa học là lặp đi lặp lại, sau tất cả.
Khảo sát thập phân khoa học hành tinh năm 2003 đã xác định tầm quan trọng của sứ mệnh hoàn trả mẫu đối với bầu khí quyển Venus. Một quả bóng bay lơ lửng trên mây và một tên lửa tăng dần sẽ phóng một mẫu được thu thập trở lại Trái đất. Theo Cutts và nhóm của ông, loại nhiệm vụ hoàn trả mẫu này có thể đóng vai trò là bước đệm cho một nhiệm vụ mẫu bề mặt.
Một mẫu bề mặt có thể sẽ là đỉnh cao của thành tích khi hiểu về sao Kim. Nhưng giống như hầu hết các mục tiêu đề xuất cho Sao Kim, chúng ta sẽ phải chờ một lúc.
Cutts và nhóm nghiên cứu thừa nhận rằng công nghệ cho phép khám phá Sao Kim đang thay đổi. Không có thêm nhiệm vụ nào tới Sao Kim được lên kế hoạch trước năm 2020. Đã có những đề xuất cho những thứ như tàu đổ bộ chạy bằng cánh buồm, nhưng chúng tôi vẫn chưa có. Chúng tôi đang phát triển các thiết bị điện tử chịu nhiệt, nhưng cho đến nay chúng rất đơn giản. Có rất nhiều việc phải làm.
Mặt khác, một số điều có thể xảy ra sớm hơn. Nó có thể chỉ ra rằng chúng ta có thể tìm hiểu về hoạt động địa chấn của sao Kim từ các cảm biến quỹ đạo hoặc bóng bay. Nhóm nghiên cứu cho biết, do sự kết hợp cơ học mạnh mẽ giữa khí quyển và mặt đất, sóng địa chấn được phóng vào bầu khí quyển, nơi chúng có thể được phát hiện bằng siêu âm trên khinh khí cầu hoặc tia hồng ngoại hoặc tia cực tím từ quỹ đạo. Điều đó nhờ vào bầu không khí dày đặc của Venus. Điều đó có nghĩa là mục tiêu dài hạn của cảm giác địa chấn đối với bên trong Sao Kim có thể được chuyển sang gần hoặc trung hạn.
Khi công việc trên nanosatellites và cubesats tiếp tục, chúng có thể đóng vai trò lớn hơn tại Sao Kim và thay đổi các mốc thời gian. NASA muốn đưa các vệ tinh nhỏ này vào mỗi lần phóng, nơi có công suất vượt quá vài kg. Một nhóm các nanosatellite này có thể tạo thành một mạng lưới các cảm biến địa chấn dễ dàng hơn và sớm hơn nhiều so với một mạng lưới cảm biến bề mặt đã được thiết lập. Một mạng lưới các nanosatellites cũng có thể phục vụ như một rơle liên lạc cho các nhiệm vụ khác.
Những ngày này Venus không tạo ra nhiều tiếng vang. Việc phát hiện ra các thế giới giống như Trái đất trong các hệ mặt trời xa xôi tạo ra các tiêu đề sau tiêu đề. Và việc tìm kiếm sự sống luôn phổ biến tập trung vào Sao Hỏa, và các mặt trăng băng giá / bề mặt phụ của những người khổng lồ khí Mặt trời Hệ thống của chúng ta. Nhưng sao Kim vẫn là một mục tiêu trêu ngươi, và hiểu được sự tiến hóa của Venus Venus sẽ giúp chúng ta hiểu những gì chúng ta đang nhìn thấy trong các hệ mặt trời xa xôi.
