Посещение Венеры: возможно ли отправить астронавтов на соседнюю планету и какие технологии для этого необходимы?

Решение проблемы выживания

Венера, с ее мягким голубым свечением, которое астрономы наблюдают через телескопы, кажется раем с Земли. Однако на самом деле условия на этой планете напоминают средневековые представления о аду. Температура превышает 400 градусов Цельсия круглый год, атмосфера насыщена углекислым газом, а желтоватые облака из серной кислоты образуют плотный слой. Кроме того, давление составляет 90 атмосфер – как в океане на глубине одного километра, и отсутствует электромагнитное силовое поле, что приводит к высокой галактической радиации. В результате получается поистине устрашающая картина. Эта планета, кажется, создана для того, чтобы показать людям, что покидать уютную Землю не стоит.

«Сегодня все население Венеры – это роботы. Возможно, это не всегда будет так, но, по крайней мере, в ближайшем будущем – точно. При нынешних технологиях мы не можем решить проблему выживания в такой среде», – заявляет эксперт.

Действительно, у землян нет ни скафандра, способного выдержать давление в 90 земных атмосфер, ни возможности его туда доставить. Гипотетическое создание постоянной станции для космонавтов на поверхности токсичной планеты слишком рискованно:

«Любая разгерметизация или малейшая потеря устойчивости конструкции приведет к тому, что даже самая мощная станция просто схлопнется, как пустая консервная банка. Вряд ли кто захочет участвовать в таком рискованном проекте», – считает Иван Рудой.

Билет в один конец

Прежде чем задумываться о выживании на такой негостеприимной планете, необходимо решить задачу безопасного возвращения космонавтов обратно.

На самом деле, доставка человека на Венеру не представляла технической проблемы еще в прошлом веке. При современных возможностях ракетных двигателей полет до Венеры занимает всего четыре месяца, что более чем в два раза быстрее, чем до Марса и значительно быстрее, чем до Юпитера. Однако для человека это будет билет в один конец: как и для всех автоматических спускаемых аппаратов, отправленных туда с 1960-х годов.

Дело в том, что мощность ракетных двигателей напрямую зависит от внешнего давления в атмосфере планеты, откуда они запускаются. Чем больше давление внутри двигателя по сравнению с внешним, тем выше мощность. На Земле это соотношение таково, что давление в 90 земных атмосфер внутри двигателя обеспечит ракете достаточный импульс для преодоления земного притяжения. На Венере, где давление также составляет 90 земных атмосфер, произойдет обратная ситуация: поток горящих газов не сможет выйти наружу, чтобы оттолкнуть ракету от поверхности, и двигатель начнет работать как гигантский пылесос, затягивая внешнее вещество внутрь камеры сгорания. Конечно, можно создать более мощный двигатель, но это потребует гораздо больше топлива, что значительно уменьшит полезную нагрузку и поставит под сомнение целесообразность такой миссии.

Теоретически вернуть космонавта с поверхности Венеры можно, если оставить корабль на орбите планеты. Нужно только придумать способ доставить туда космонавта. Один из возможных вариантов: с поверхности планеты космонавт мог бы подняться с помощью аэростата, фактически воздушного шара с легким газом в баллоне. Аэростаты показали свою эффективность в рамках миссий «Вега» в середине 1980-х годов. В этом случае высокое давление на Венере работает на пользу: чем больше давление снаружи, тем больше подъемная сила внутри аэростата, позволяющая ему поднимать больший груз. Поэтому даже небольшой венерианский аэростат может поднять человека. Однако проблема заключается в том, что на орбиту на таком аппарате подняться не удастся, и до гипотетического корабля на Землю придется запускать в верхних слоях венерианской атмосферы какую-то мини-ракету. Это достаточно сложно для практического осуществления.

Поселение в венерианских облаках

Если космонавты не могут поселиться на поверхности, то можно жить – в облаках, и это в буквальном смысле.

В популярном фильме «Интерстеллар» рассматривалась ситуация, когда астронавты смогли долгое время жить на замерзших облаках непригодной к обитанию планеты. Подобное вполне возможно и на Венере.

На Венере в среднем слое атмосферы, на высоте примерно 40-70 километров, температура и давление аналогичны таковым на Земле. Если станцию подвесить на аэростатах, наполненных легким газом (создав что-то вроде пассажирских дирижаблей второй половины ХХ века, но без двигателя), такая база сможет долго дрейфовать вокруг планеты на заданной высоте. При этом она будет дрейфовать на приличной скорости, так как ветер на такой высоте достаточно силен.

В этом случае космонавт не только будет исследовать планету, но и сможет увидеть ее своими глазами, ведь теоретически ему не потребуется даже скафандр, только кислородная маска, так как атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа.

Однако остается вопрос о том, насколько вредны для человека венерианские облака из серной кислоты. Такие облака образуются из-за высокой температуры на поверхности планеты, что приводит к испарению серы и ее концентрации в верхних слоях атмосферы. Тонкий желтый аэрозоль из капель, похожий на мокрый туман, безусловно, вреден для здоровья, но мы пока не знаем его концентрацию. В любом случае, от токсичных облаков можно защититься с помощью специального костюма: существуют материалы, способные удерживать вредное воздействие серной кислоты, например, обычный пластик.

Тем не менее такая станция, как и любой другой аэростат, сможет находиться в воздухе только ограниченное время, и венерианских космонавтов придется эвакуировать.

Существует также менее оригинальный вариант: отправить человека на дрейфующую околопланетную орбиту, создав нечто вроде венерианской МКС. Однако в этом случае эффективность пребывания человека будет близка к нулю: максимум, что он увидит своими глазами – это лишь плотный слой венерианских облаков.

Терраформирование Венеры

Можно пойти и по другому, гораздо более затратному и длительному пути, который на сегодняшний день выглядит как научная фантастика: создать на Венере земные условия для жизни.

Для того чтобы человек мог жить на Венере, необходимо преодолеть, как мы помним, четыре главных врага: углекислый газ в атмосфере, экстремально высокую температуру и давление, а также радиацию.

Итак, враг номер один: углекислый газ. Здесь на помощь ученым приходит история нашей Земли. Когда-то атмосфера нашей планеты также состояла из углекислого газа, но благодаря микроорганизмам, поглощавшим углекислый газ и выделявшим кислород, ситуация изменилась. Эти микроорганизмы до сих пор существуют на Земле и способны жить в самых экстремальных условиях: в кратерах действующих вулканов, горячих гейзерах, где температура сопоставима с венерианской. Однако для того чтобы сделать венерианский воздух пригодным для дыхания таким образом, понадобятся сотни лет.

Одна из популярных идей по поводу «охлаждения» Венеры – создание огромного паруса или зонтика, который затенил бы хотя бы четверть площади планеты. По мнению экспертов, этого было бы достаточно для запуска необратимых планетологических изменений. Радиацию гипотетически можно блокировать с помощью создания искусственного электромагнитного поля на орбите.

Однако остается самая сложная технологическая проблема – как избавиться от избыточного давления, и на сегодняшний день она остается нерешенной.

Венеру покорят роботы?

Это лишь небольшая часть проблем, которые стоят перед человечеством, если оно решится отправить своих представителей на эту негостеприимную планету. Для их решения потребуется колоссальное количество ресурсов и времени. Насколько оправданы такие затраты?

«С научной точки зрения гораздо более целесообразно отправить на Вен