Вашингтон — Венера больше ждать не может. НАСА отправит к этой раскаленной земной соседке два новых беспилотных аппарата, о чем сегодня в штаб-квартире управления сообщил его руководитель Билл Нельсон (Bill Nelson) выступая с речью о «состоянии НАСА». Этим заявлением по сути дела одним махом сформирована новая программа по изучению Венеры.
Две миссии обойдутся примерно в миллиард долларов и станут первым с начала 1990-х годов визитом НАСА на эту планету. За это же время соседний Марс принял множество роботизированных визитеров. Ожидается, что оба полета состоятся до конца нынешнего десятилетия. «Мы надеемся, что эти миссии расширят наши представления о том, как развивалась Земля, и почему она в настоящее время пригодна для жизни, а другие планеты Солнечной системы нет, — сказал бывший сенатор Нельсон, объявляя о сделанном выборе. — Это действительно очень интересно».
Изучающие Венеру планетологи пришли в восторг, услышав эту новость, потому что они на протяжении десятилетий слышали различные предложения, которые потом никто не реализовывал. Среди них были и ранние версии двух выбранных миссий, о которых сообщил Нельсон. «Я потрясен. Полон эмоций», — говорит планетолог Патрик Макговерн (Patrick McGovern), работающий в Институте Луны и планет. Макговерн с коллегами давно уже утверждает, что последовательное и настойчивое изучение Венеры, как и полеты на Марс, могут коренным образом изменить наши представления о ранней истории Земли. Но одного полета для этого недостаточно. «Знаете что, НАСА одним махом создала программу исследования Венеры, объявив о двух выдающихся полетах».
Первую миссию отобрали из четырех финалистов, которых назвали в феврале 2020 года. Она называется «ДАВИНЧИ+» и расшифровывается так — «Исследование инертных газов, химического состава и визуализация атмосферы Венеры плюс». Ее разработал Центр космических полетов НАСА имени Годдарда, а возглавил руководитель научного подразделения этого центра Джеймс Гарвин (James Garvin). Бронированная сфера отправится к Венере, окунется в венерианскую атмосферу, ее приборы измерят содержание инертных газов, чтобы разобраться в происхождении планеты, а потом займутся поисками серы и углерода возле ее поверхности в попытке найти следы недавней вулканической активности. В состав миссии «ДАВИНЧИ+» войдет орбитальный летательный аппарат, который будет исследовать геологию Венеры, в том числе, таинственных возвышенностей, нанося ее состав на карту. (Предыдущую версию «ДАВИНЧИ» готовила Лори Глейз (Lori Glaze), ныне работающая главным планетологом в НАСА. Она отказалась от участия в процессе отбора программ.)
Проанализировав изотопы этих инертных газов в атмосфере, ученые смогут понять, было ли на Венере в самом начале столько же воды, сколько на Земле, и может ли эта вода, являющаяся смазкой для тектонических плит, до сих пор находиться внутри этой планеты. Анализ состава грунта и скальных пород поможет определить, являются ли небольшие венерианские возвышенности остатками континентов.
Вторая миссия к Венере носит название «ВЕРИТАС» (излучательная способность, радиоисследования, интерферометрический анализ радаром с синтезированной апертурой, топография и спектроскопия Венеры). Эту программу подготовила Лаборатория реактивного движения НАСА, а возглавила планетолог из этой лаборатории Сюзанна Смрекар (Suzanne Smrekar). Ученые воспользуются РЛС с синтезированной апертурой, чтобы пробиться сквозь густые венерианские облака и воссоздать топографию планеты, а также выяснить, сохраняют ли активность на ее поверхности вулканы и тектонические плиты. В ходе предыдущих полетов удалось найти наглядные доказательства таких горячих точек, но разрешающей способности аппаратуры было недостаточно, чтобы ответить на вопрос, почему судьба Венеры оказалась намного печальнее земной.
РЛС с высоким разрешением даст возможность выявить черты рельефа, которые потерялись в помехах во время прежних измерений, говорит Смрекар. Возможно, удастся найти глубокие трещины, напоминающие хребты на дне земных океанов, или выяснить детали таинственных овальных образований, называемых коронами. Не исключено, что удастся отыскать места, где выбросы раскаленного вещества из мантии заставляют проседать венерианскую кору. У Смрекар есть подозрения, что Венера является хорошим аналогом того времени, когда на Земле началось тектоническое движение литосферных плит. Ее разогреваемая подобно парнику поверхность остывает намного медленнее земной, и не исключено, что образование плит там только начинается.
«Мы положили начало десятилетию изучения Венеры и постараемся понять, как похожая на Землю планета могла превратиться в парник, — заявил руководитель научных исследований НАСА Томас Цурбухен (Thomas Zurbuchen). — У нас далеко идущие цели. Мы хотим не только понять эволюцию планет и пригодность нашей Солнечной системы для жизни. Мы хотим выйти за эти пределы и бросить взгляд на экзопланеты».
Научных доводов в пользу исследования Венеры всегда было великое множество. Венера больше всех остальных планет может рассказать о том, как появилась Земля. Марс крошечный, замерзший; его тепло и атмосфера большей частью давно уже улетучились в космос. А на Венере могут находиться действующие вулканы, там могли существовать океаны и континенты, которые исключительно важны для возникновения и развития жизни. Похожая на земную тектоника плит могла сыграть там важную роль, а может быть, тектоническое движение там только начинается, и его просто не видно из-за облаков. Венера на собственном примере доказывает, что обращение планеты вокруг звезды в пригодной для жизни зоне еще не гарантирует, что такая планета подходит для жизни. Если астрономы поймут, как испортилась венерианская атмосфера, став неуправляемым парником, как она испарила океаны и поджарила поверхность Венеры, они, изучая другие солнечные системы, смогут лучше отличать землеподобные экзопланеты от непригодных для жизни двойников.
Доводы в пользу исследования Венеры привлекли к себе дополнительное внимание в сентябре 2020 года, когда астрономы объявили, что в атмосфере планеты обнаружен фосфин, являющийся потенциальным индикатором жизни. Это открытие начали оспаривать, и вопрос пока так и не решен. Аппарат «ДАВИНЧИ+» для этих исследований не предназначен, но во время снижения он может обнаружить фосфин.
Две предыдущие исследовательские миссии, отобранные в рамках программы «Дискавери» в 2017 году, близятся к завершению. Запущенный в октябре 2020 года аппарат «Люси» пролетит мимо троянских астероидов Юпитера, которые обращаются вокруг Солнца вместе с газовым гигантом. В августе 2022 года запустят аппарат «Психея», который полетит к одноименному металлическому астероиду, состоящему из железа и никеля, и займет место на его орбите. Считается, что Психея — это ядро протопланеты. Среди пяти финалистов программы «Дискавери» были и две предложенные миссии на Венеру. Но их не выбрали, и планетологи впали в отчаяние, думая, что полет НАСА на Венеру состоится очень нескоро.
Программа НАСА «Дискавери» действует уже более двух десятилетий, помогая осуществлять низкозатратные межпланетные полеты. Ее цель — запускать новый космический аппарат каждые 2-3 года. Из-за дефицита федерального бюджета и перерасхода финансовых средств в прошлом десятилетии выдерживать такой ритм не удается, однако управление близко к тому, чтобы вернуться к установленному графику. Администрация президента Байдена предложила на будущий год на 18% увеличить бюджет планетарных исследований НАСА. Правда, пока непонятно, поддержит ли это предложение конгресс.
Когда НАСА в прошлом году объявила четверку финалистов, они получили дополнительный год и три миллиона долларов на то, чтобы наполнить свои программы конкретным содержанием. Им также дали дополнительный запас времени из-за пандемии. Главный исследователь программы «Психея» Линди Элкинс-Тэнтон (Lindy Elkins-Tanton), работающая планетологом в Университете штата Аризона в городе Темпе, написала в Твиттере, что это заведомо сложный процесс, даже без событий 2020 года: «Это давление со стороны сотен людей, вложивших в это все, давление со стороны сотен организаций, потративших большие деньги на подготовку данного начинания. Сюрреалистично, но неизбежно, как поездка на мчащемся с огромной скоростью поезде».
