Venus het probleem om mensen daarheen te sturen

Venus: het probleem om mensen daarheen te sturen

NASA/JPL

Venus, vaak de “slechte tweeling” van de aarde genoemd, is dichter bij de zon ontstaan en heeft zich sindsdien heel anders ontwikkeld dan onze planeet. Zij heeft een “op hol geslagen” broeikaseffect (wat betekent dat de warmte volledig wordt ingesloten), een dikke kooldioxide-rijke atmosfeer, geen magnetisch veld en een oppervlak dat heet genoeg is om lood te smelten.

Verschillende onbemande wetenschappelijke missies zullen het komende decennium bestuderen hoe en waarom dat gebeurde. Maar nu willen sommige wetenschappers er ook een bemande missie heen sturen voor een flyby. Is dat een goed idee?

Venus heeft een iets kleinere diameter dan de aarde en draait dichter om de zon. Dit betekent dat al het water op het oppervlak kort na haar ontstaan verdampt zou zijn, waardoor het broeikaseffect begon. Vroege en aanhoudende vulkaanuitbarstingen creëerden lavavlakten en verhoogden de koolstofdioxide in de atmosfeer – het startsein voor het op hol geslagen broeikaseffect, waardoor de temperatuur steeg van iets hoger dan die van de Aarde tot de huidige hoge waarde van 475°C.

Terwijl het jaar van Venus korter is dan het onze (225 dagen), is haar rotatie zeer traag (243 dagen) en “retrograde” – omgekeerd aan de Aarde. De langzame rotatie houdt verband met een gebrek aan magnetisch veld, wat resulteert in een voortdurend verlies van atmosfeer.
De atmosfeer van Venus “roteert” sneller dan de planeet zelf. Beelden van vele missies tonen V-vormige patronen van wolken, samengesteld uit zwavelzuurdruppels.

Ondanks de barre omstandigheden hebben sommige wetenschappers gespeculeerd dat de wolken van Venus op sommige hoogtes bewoonbare omstandigheden zouden kunnen herbergen. Recente metingen die blijkbaar fosfine – een mogelijk teken van leven omdat het voortdurend door microben op Aarde wordt geproduceerd – in de wolken van Venus aantonen, werden sterk bediscussieerd. We hebben duidelijk meer metingen en onderzoek nodig om uit te zoeken waar het vandaan komt.

Toekomstige missies

Wat we tot nu toe weten over Venus is afkomstig van verschillende vroegere sondes. In 1970-82, bijvoorbeeld, konden de Sovjet sondes Venera 7-14 landen op het ruwe oppervlak van Venus, tot twee uur overleven en beelden en gegevens terugsturen. Maar er blijven vragen over hoe Venus zo anders is geëvolueerd dan de aarde, die ook relevant zijn om te begrijpen welke planeten rond andere sterren leven kunnen herbergen.

Het volgende decennium belooft een goudmijn te worden voor Venus-wetenschappers. In 2021 selecteerde Nasa twee missies, Veritas en DaVinci+, die in 2028-30 gelanceerd moeten worden. Het Europese ruimtestation selecteerde EnVision voor lancering begin 2030. Dit zijn aanvullende, onbemande missies die ons meer inzicht zullen geven in het milieu en de evolutie van Venus.

Beeld van kraters op Venus gezien door Nasa's Magellan sonde.

Kraters op Venus gezien door Venus Nasa’s Magellan sonde.
NASA/JPL

Veritas zal het oppervlak van Venus in kaart brengen om de geologische geschiedenis, de samenstelling van het gesteente en het belang van vroeg water te bepalen. DaVinci+ omvat een orbiter en een kleine sonde die door de atmosfeer zal afdalen en de samenstelling ervan zal meten, de vorming en evolutie van de planeet zal bestuderen en zal bepalen of de planeet ooit een oceaan heeft gehad. EnVision zal het oppervlak, de ondergrond en de atmosferische sporengassen bestuderen. Hij zal radar gebruiken om het oppervlak beter dan ooit in kaart te brengen.

India plant ook een onbemande missie, Shukrayaan-1, en Rusland heeft Venera-D voorgesteld.

Hebben we bemande vluchten nodig?

Het idee van een bemande flyby van Venus werd voorgesteld in de late jaren 1960, en hield in dat een Apollo capsule gebruikt zou worden om mensen rond de planeet te vliegen. Maar dit idee eindigde toen Apollo afliep. Nu hebben het Artemis-project om rond de Maan te vliegen, en andere ideeën van bemande missies, ertoe geleid dat het idee opnieuw wordt geopperd, het meest recent in tijdschriften en op een recente bijeenkomst van de International Astronautical Federation, een belangenorganisatie, in september 2022.

Het idee zou zijn om met een bemand ruimteschip rond Venus te vliegen en terug te keren naar de Aarde. Dit zou wetenschappers toelaten om ruimtevaarttechnieken te testen, zoals hoe een bemande missie met aanzienlijke tijdsvertragingen kan werken bij de communicatie met de Aarde. Het zou ons dus kunnen voorbereiden op een complexere bemande missie naar Mars. De bemanning zou echter geen landing of eigenlijke atmosfeeronderzoek doen op Venus – de omstandigheden zijn veel te zwaar.

De onderzoekers die dit idee steunen, stellen dat je de zwaartekracht van Venus ook zou kunnen gebruiken om de koers van het ruimteschip naar Mars te wijzigen, wat tijd en energie zou kunnen besparen in vergelijking met een rechtstreekse reis van de aarde naar Mars. Bij deze laatste optie moeten de banen van de twee planeten namelijk op één lijn liggen, wat betekent dat je zowel op de heen- als op de terugweg op het juiste moment moet wachten. Maar omdat een bemande missie naar Mars zeer complex zou zijn, zou rechtstreeks van de aarde naar Mars gaan het ontwerp eenvoudiger houden.

Mensen naar een planeet sturen die mogelijk levende organismen herbergt maakt het ook niet makkelijker om ze te vinden. Het is riskant – we zouden wel eens de atmosfeer kunnen besmetten voordat we leven ontdekken. De beste manier om naar biochemische tekenen van leven te zoeken is met onbemande sondes. Er zouden ook aanzienlijke thermische problemen zijn en een hogere straling van zonnevlammen door de nabijheid van de zon.

En, helaas, met een flyby-missie als deze, zou slechts een paar uur aan gegevens over de inkomende en uitgaande trajecten mogelijk zijn. Het zou een zeer dure onderneming zijn, die ongetwijfeld verbazingwekkende beelden en nuttige extra gegevens zou opleveren. Dit zou echter weinig toevoegen aan de gedetailleerde en veel langere studies op maat die momenteel gepland zijn. Daarom denk ik dat de kans op een bemande missie naar Venus zeer onwaarschijnlijk is.

Er zijn ook conceptuele, meer vergezochte studies geweest – inclusief het sturen van bemande luchtschepen om in de atmosfeer van Venus te zweven, in plaats van er gewoon langs te vliegen. Dit is een leuk idee, dat misschien meer wetenschap oplevert dan een flyby, maar het blijft voorlopig een ver en onrealistisch concept.

Voorlopig doen we alleen bemande verkenning in een lage baan om de aarde. Het Artemis-project beoogt echter mensen rond de maan te laten vliegen en een station, Gateway genaamd, in een baan om de maan te bouwen. Dit is ontworpen om wetenschap te bedrijven, landingen met bemanning op de Maan mogelijk te maken en vooral om technieken voor de diepe ruimte te testen, zoals bijtanken en werken in een afgelegen omgeving, die ons op den duur naar Mars zouden kunnen brengen zonder training op Venus.

The Conversation

Andrew Coates ontvangt financiering van UKSA en STFC (UK).