ภารกิจ HAVOC: เพราะเหตุใด NASA จึงต้องการส่งมนุษย์ไปยังดาวศุกร์

นิยายวิทยาศาสตร์ยอดนิยมของต้นศตวรรษที่ 20 แสดงให้เห็นว่าดาวศุกร์เป็นดินแดนมหัศจรรย์ที่มีอุณหภูมิอบอุ่นป่าไม้หนองน้ำและไดโนเสาร์ ในปี 1950 ท้องฟ้าจำลองเฮย์เดนที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกันกำลังชักชวนให้จองภารกิจการท่องเที่ยวอวกาศครั้งแรกก่อนยุคสมัยใหม่ของ Blue Origins, SpaceX และ Virgin Galactic สิ่งที่คุณต้องทำคือระบุที่อยู่ของคุณและทำเครื่องหมายที่ช่องสำหรับปลายทางที่คุณต้องการซึ่งรวมถึงดาวศุกร์

วันนี้ดาวศุกร์ไม่น่าจะเป็นจุดหมายปลายทางในฝันสำหรับนักท่องเที่ยวที่ต้องการพื้นที่ จากการเปิดเผยของหลายภารกิจในช่วงไม่กี่สิบปีที่ผ่านมาแทนที่จะเป็นสวรรค์โลกนี้เป็นโลกที่ชั่วร้ายของอุณหภูมินรกอุณหภูมิที่มีพิษกัดกร่อนและบรรยากาศกดดัน อย่างไรก็ตามเรื่องนี้นาซ่ากำลังทำงานเกี่ยวกับภารกิจประจำวันที่มีแนวคิดของดาวศุกร์ซึ่งมีชื่อว่า High Altitude Venus Operational Concept - (HAVOC)

แต่ภารกิจดังกล่าวเป็นไปได้อย่างไร อุณหภูมิบนพื้นผิวโลก (ประมาณ 460 องศาเซลเซียส) นั้นร้อนกว่าปรอทแม้ว่าดาวศุกร์จะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นสองเท่า นี่สูงกว่าจุดหลอมเหลวของโลหะหลายชนิดรวมถึงบิสมัทและตะกั่วซึ่งอาจตก "หิมะ" บนยอดเขาสูง พื้นผิวเป็นภูมิทัศน์ที่แห้งแล้งและเต็มไปด้วยหินซึ่งประกอบด้วยที่ราบหินทุรกันดารที่ปกคลุมด้วยภูเขาไฟและพื้นที่ภูเขาหลายทวีป

นอกจากนี้ยังเป็นเด็กทางธรณีวิทยามีเหตุการณ์ resurfacing หายนะ เหตุการณ์ที่รุนแรงเช่นนี้เกิดจากการสะสมของความร้อนใต้พื้นผิวในที่สุดทำให้มันละลายปล่อยความร้อนและแข็งตัวอีกครั้ง เป็นโอกาสที่น่ากลัวสำหรับผู้เยี่ยมชม

โฮเวอร์ในบรรยากาศ

โชคดีที่ความคิดที่อยู่เบื้องหลังภารกิจใหม่ของนาซ่าคือไม่ให้คนบนพื้นผิวที่ไม่เอื้ออำนวย แต่ใช้บรรยากาศที่หนาแน่นเป็นฐานในการสำรวจ ยังไม่มีการประกาศวันที่สำหรับภารกิจประเภท HAVOC จริง ภารกิจนี้เป็นแผนระยะยาวและจะต้องอาศัยภารกิจทดสอบขนาดเล็กเพื่อให้ประสบความสำเร็จก่อน ภารกิจดังกล่าวเป็นไปได้จริงตอนนี้ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบัน แผนคือการใช้เรือบินซึ่งสามารถอยู่สูงขึ้นไปในบรรยากาศชั้นบนเป็นระยะเวลานาน

น่าประหลาดใจอย่างที่เห็นบรรยากาศชั้นบนของดาวศุกร์เป็นตำแหน่งที่คล้ายโลกมากที่สุดในระบบสุริยะระหว่างระดับความสูง 50 กม. และ 60 กม. ความดันและอุณหภูมิสามารถนำมาเปรียบเทียบกับภูมิภาคของชั้นบรรยากาศชั้นล่างของโลก ความดันบรรยากาศในบรรยากาศ Venusian ที่ 55km ประมาณครึ่งหนึ่งของความดันในระดับน้ำทะเลบนโลก ในความเป็นจริงคุณจะสบายดีถ้าไม่มีชุดกันแรงเพราะนี่จะเทียบเท่ากับความกดอากาศที่คุณจะพบที่ยอดเขาคิลิมันจาโร คุณไม่จำเป็นต้องป้องกันตัวเองเนื่องจากอุณหภูมิที่นี่อยู่ระหว่าง 20 องศาเซลเซียสถึง 30 องศาเซลเซียส

บรรยากาศเหนือระดับความสูงนี้มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะปกป้องนักบินอวกาศจากรังสีไอออไนซ์จากอวกาศ ความใกล้ชิดกับดวงอาทิตย์นั้นให้รังสีดวงอาทิตย์ที่มีอยู่มากมายมากกว่าบนโลกซึ่งสามารถใช้ในการสร้างพลังงาน (สูงกว่าประมาณ 1.4 เท่า)

เรือเหาะแนวความคิดจะลอยรอบโลกถูกลมพัดปลิว มันสามารถใช้ประโยชน์ได้เต็มไปด้วยส่วนผสมของก๊าซที่ระบายอากาศได้เช่นออกซิเจนและไนโตรเจนทำให้เกิดการลอยตัว สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะอากาศที่ระบายได้นั้นหนาแน่นน้อยกว่าบรรยากาศของดาวศุกร์และด้วยเหตุนี้จึงเป็นก๊าซยก

บรรยากาศของดาวศุกร์ประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 97 เปอร์เซ็นต์ไนโตรเจนประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์และปริมาณก๊าซอื่น ๆ มันมีชื่อเสียงประกอบด้วยกรดซัลฟูริกซึ่งก่อตัวเป็นเมฆหนาแน่นและเป็นผู้สนับสนุนหลักให้ความสว่างที่มองเห็นได้เมื่อมองจากโลก ในความเป็นจริงดาวเคราะห์สะท้อนถึง 75 เปอร์เซ็นต์ของแสงที่ตกลงมาจากดวงอาทิตย์ ชั้นเมฆที่มีการสะท้อนแสงสูงนี้อยู่ระหว่าง 45 กม. ถึง 65 กม. โดยมีหมอกควันของกรดซัลฟิวริกอยู่ด้านล่างจนถึงประมาณ 30 กม. ดังนั้นการออกแบบเรือเหาะจะต้องทนต่อผลการกัดกร่อนของกรดนี้

โชคดีที่เรามีเทคโนโลยีที่จำเป็นในการเอาชนะปัญหาความเป็นกรด วัสดุที่มีจำหน่ายทั่วไปหลายชนิดรวมถึง Teflon และพลาสติกจำนวนหนึ่งมีความต้านทานต่อกรดสูงและสามารถใช้สำหรับเปลือกนอกของเรือเหาะ เมื่อพิจารณาจากปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดคุณสามารถไปเดินเล่นบนแพลตฟอร์มที่อยู่นอกเรือเหาะแบกเฉพาะอากาศของคุณและสวมชุดอันตรายจากสารเคมี

ชีวิตบนดาวศุกร์?

พื้นผิวของดาวศุกร์ถูกแมปจากวงโคจรโดยเรดาร์ในภารกิจของสหรัฐแมกเจลแลน อย่างไรก็ตามมีเพียงไม่กี่สถานที่บนผิวน้ำที่เคยเยี่ยมชมโดยชุดภารกิจ Venera ของยานสำรวจโซเวียตในช่วงปลายทศวรรษ 1970 โพรบเหล่านี้คืนค่าภาพแรกของพื้นผิวดาวศุกร์ - จนถึงตอนนี้เท่านั้น สภาพพื้นผิวที่แน่นอนดูเหมือนจะไม่เอื้ออำนวยต่อชีวิตใด ๆ ทั้งสิ้น

อย่างไรก็ตามบรรยากาศชั้นบนนั้นแตกต่างกันออกไป สิ่งมีชีวิต extremophile บางชนิดมีอยู่แล้วบนโลกซึ่งสามารถทนต่อเงื่อนไขในบรรยากาศที่ระดับความสูงที่ HAVOC จะบินได้ สายพันธุ์เช่น Acidianus infernus สามารถพบได้ในทะเลสาบภูเขาไฟที่มีความเป็นกรดสูงในไอซ์แลนด์และอิตาลี พบว่ามีจุลินทรีย์ในอากาศอยู่ในก้อนเมฆของโลก สิ่งนี้ไม่ได้พิสูจน์ว่าชีวิตมีอยู่ในบรรยากาศของดาวศุกร์ แต่ก็มีความเป็นไปได้ที่มันจะถูกตรวจสอบโดยภารกิจอย่าง HAVOC

สภาพภูมิอากาศในปัจจุบันและองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศเป็นผลมาจากปรากฏการณ์เรือนกระจกที่หลบหนี (ภาวะเรือนกระจกที่รุนแรงซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้) ซึ่งเปลี่ยนโลกจากโลกคู่แฝดที่มีอัธยาศัยดีเหมือนโลกในประวัติศาสตร์ยุคแรก ในขณะที่เราไม่ได้คาดหวังว่าโลกจะได้รับสถานการณ์ที่รุนแรงในทำนองเดียวกัน แต่ก็แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงอย่างมากของสภาพอากาศของดาวเคราะห์สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อสภาพร่างกายบางอย่างเกิดขึ้น

จากการทดสอบแบบจำลองสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันของเราโดยใช้สุดขั้วที่เห็นบนดาวศุกร์เราสามารถกำหนดได้อย่างแม่นยำมากขึ้นว่าลักษณะพิเศษของการบังคับใช้สภาพภูมิอากาศต่าง ๆ สามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ดังนั้นดาวศุกร์จึงให้วิธีการในการทดสอบความสุดขั้วของการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันของเราพร้อมกับผลกระทบโดยธรรมชาติทั้งหมดต่อสุขภาพระบบนิเวศน์ของโลกของเรา

เรายังรู้ค่อนข้างน้อยเกี่ยวกับดาวศุกร์แม้ว่ามันจะเป็นเพื่อนบ้านดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุดของเรา ในที่สุดการเรียนรู้ว่าดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายกันสองแห่งสามารถมีอดีตที่แตกต่างกันจะช่วยให้เราเข้าใจวิวัฒนาการของระบบสุริยจักรวาลและบางทีอาจจะเป็นของระบบดาวอื่น ๆ

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกในการสนทนาโดย Gareth Dorrian และ Ian Whittaker อ่านบทความต้นฉบับที่นี่