جستجوی حیات در سیاره زهره با فضاپیماهای بادی

به گفته کارشناسان شرکت “نورثروپ گرومن”، فضاپیماهای سبک‌تر از هوا می‌توانند حیات بیگانه را در ابرهای زهره جستجو کنند، اما آیا واقعاً می‌توانند چنین کاری کنند؟

فضاپیماهای سبک‌تر از هوا ممکن است روزی به کاوش ابرهای سیاره زهره و بررسی نشانه‌هایی از حیات باستانی در این سیاره کمک کنند.

پروژه “پلتفرم مانورپذیری جوی ناهید”(VAMP)  که در سال ۲۰۱۴ توسط شرکت “نورثروپ گرومن”(Northrop Grumman) پیشنهاد شد، قصد دارد فضاپیماهای سرنشین‌دار سبک‌تر از هوا را از فضا به سمت اتمسفر بالای زهره ارسال کند.

اکنون یک بیانیه مطبوعاتی از دانشگاه “وست ویرجینیا” نشان می‌دهد که مهندسان در حال توسعه نرم‌افزاری هستند که به فضاپیماهای مشابه این امکان را می‌دهد تا جو زهره را به طور مستقل و خودران کاوش کنند.

آیا می‌توانیم انسان را به زهره بفرستیم؟

هدف اصلی پروژه جدید محققان دانشگاه “وست ویرجینیا” ارائه یک راه‌حل نرم‌افزاری است که به هواربات‌های هیبریدی اجازه می‌دهد تا جو زهره را کاوش کنند. محققان ادعا می‌کنند که نرم‌افزار آنها مسیرهای پرواز را بهینه می‌کند و در عین حال بادهای شدید و شدت نور خورشید را در نظر می‌گیرد و اجازه می‌دهد پروازهای طولانی‌تری برنامه‌ریزی شود.

به گزارش آی‌ای، طرح مفهومی اولیه “نورثروپ گرومن” در مورد یک سفینه خود باد شونده بود که به اندازه کافی سبک باشد تا بتواند با انرژی کمی پرواز کند و در عین حال به اندازه کافی پایدار و مقاوم باشد تا بتواند بادهای شدید جو زهره را تحمل کند و در آن بادها حرکت کند. این فضاپیما در طول روز از خورشید انرژی می‌گیرد و در شب تقریباً بدون نیاز به هیچ نیرویی روی جو زهره سُر می‌خورد.

از دیگر پیشنهادات اخیر با این منظور می‌توان به “مفهوم عملیاتی زهره در ارتفاع بالا”(HAVOC) که توسط ناسا پیشنهاد شده است، اشاره کرد که مأموریت‌های سرنشین‌دار را برای کاوش ابرهای زهره با استفاده از فضاپیماهایی با بال‌های بزرگ خورشیدی پیشنهاد می‌کند.

فضاپیمای “نورثروپ گرومن” می‌تواند در چنین جایی قابل استقرار باشد.

زهره زمانی سیاره‌ای قابل سکونت و شبیه به زمین بوده است

اگر یک فضاپیمای “پلتفرم مانورپذیری جوی ناهید”(VAMP)  به زهره برود، اطلاعاتی را جمع‌آوری می‌کند و اطلاعات ارزشمندی را برای سایر مأموریت‌های اکتشافی آینده ارائه می‌کند.

همانطور که محققان دانشگاه “وست ویرجینیا” اشاره می‌کنند، تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که سیاره زهره یک فرآیند تغییر آب و هوایی را پشت سر گذاشته است که سطح آن را از یک سیاره زمین‌مانند به یک دنیای جهنمی غیرقابل سکونت تبدیل کرده است. به این ترتیب، هرگونه اطلاعات جمع‌آوری شده توسط ماموریت‌های آینده ممکن است بینش ارزشمندی را در مورد تغییرات آب و هوایی زمین در آینده به ما ارائه دهد.

در عین حال، یک مطالعه در سال ۲۰۲۰ نشان داد که به دلیل وجود یک “نشانه زیستی” به نام “فسفین”(phosphine) در زهره، این احتمال وجود دارد که ابرهای زهره میزبان و پناهگاه حیات بیگانه باشند. بنابراین به لطف افرادی مانند محققان دانشگاه “وست ویرجینیا” و شرکت “نورثروپ گرومن”، ممکن است به زودی شاهد اکتشاف ناوگانی از هواپیماهای خودران باشیم که اسرار پنهان در ابرهای زهره را کشف می‌کنند. با این حال، ابتدا باید نرم افزاری توسعه یابد که شرایط را در قسمت‌های بالای جو سیاره محاسبه کند.

سیاره زهره چگونه است؟

سیاره زهره یا ناهید به ترتیب نزدیکی به خورشید، دومین سیاره زمین‌مانند منظومه شمسی است که در مداری میان مدارهای زمین و عطارد قرار گرفته‌ است. سیاره زهره از نظر مداری، نزدیک‌ترین فاصله به زمین را دارد. زهره پس از ماه، درخشان‌ترین جرم آسمانی طبیعی است که به هنگام شب در آسمان زمین دیده می‌شود.

سیاره زهره، بدون قمر است و در مدار تقریباً دایره‌واری به‌ دور خورشید می‌گردد. این سیاره از بسیاری دیدگاه‌ها از جمله اندازه، جرم، گرانش و ترکیبات ساختاری به زمین شبیه است و به خاطر همین نزدیکی‌ها آن را “خواهر زمین” نیز خوانده‌اند. زهره از نظر جرم و حجم، هفتمین جرم بزرگ و پرجرم در منظومه شمسی است.

زهره گرم‌ترین سیاره در منظومه شمسی است. این سیاره دارای هواکره است. هواکره ضخیم و غلیظ آن موجب می‌شود که دیدن سطح آن با چشم غیرمسلح، دشوار باشد. بیشتر هواکره آن را کربن دی‌اکسید تشکیل داده و در ابرهای بالایی آن قطره‌های ریز سولفوریک اسید وجود دارند. وجود کربن دی‌اکسید در هواکره این سیاره که گرما را در سیاره نگه می‌دارد، دمای آن را به مقدار بسیار چشم‌گیری (۴۸۱ درجه سلسیوس نزدیک سطح سیاره) افزایش داده‌ است.

در شهریور ۱۳۹۹ بود که نشانه‌های احتمالی از حیات(وجود گاز فسفین) در این سیاره دیده شد.

این سیاره یکی از سیاره‌های سنگی و فشرده و دارای آتشفشان‌های فعال، زمین‌لرزه و رشته‌کوه است. زمان لازم برای یک بار گردش این سیاره به دور خورشید ۲۲۵ روز زمینی است. بیشتر سطح زهره از صفحات گدازه‌های آتشفشانی پدید آمده‌ است. از هنگام پیدایش زهره و مدت‌ها پس از آن، کنش‌های آتشفشانی چنان زیاد بوده که سطح سیاره، چندین بار بازسازی شده و هرگونه نشانه برخورد شهاب‌سنگ را از بین برده‌ است. آخرین بازسازی سطحی که بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلیون سال پیش در این سیاره رخ داده هرگونه کنش زمین‌ساختی بَعدی در زهره را آرام کرده و سطحی یکپارچه و سخت به آن داده‌ است.

با در دست نبودن داده‌های لرزش‌سنجی، گشتاور لختی و جزئیات زمین‌شیمی از ساختار درونی سیاره زهره، آگاهی کمی از ساختار داخلی و ژئوشیمی این سیاره در دست است. دو دیدگاه درباره ساختار درونی سیاره زهره وجود دارد. به نظر می‌رسد به خاطر نزدیکی اندازه، جرم، چگالی زهره و زمین، لایه‌های درونی زهره مانند زمین، از پوسته، گوشته احتمالاً جامد و هسته مذاب تشکیل شده باشد و هسته این سیاره نیز مانند زمین ترکیبی از آهن و نیکل باشد.

زهره در سنجش با بیشتر سیاره‌ها در منظومه شمسی از جمله زمین، کروی‌تر است و به علت چرخش بسیار آهسته دور محوری آن، پدیده تورفتگی یا مسطح شدن قطب‌ها و برآمدگی یا تورم نواحی استوایی در آن، کمتر از دیگر سیاره‌ها رخ می‌دهد. طول یک شبانه‌روز در سیاره زهره از یک سال این سیاره کمی بلندتر است.

سیاره زهره بدون قمر است، ولی از بسیاری دیدگاه‌ها مانند اندازه، جرم، گرانش و ترکیبات ساختاری به زمین شبیه است و به خاطر همین نزدیکی‌ها آن را سیاره “خواهر زمین” خوانده‌اند.

گرانش سیاره زهره نزدیک به ۹۱ درصد گرانش زمین، جرم آن نیز نزدیک به ۸۱ درصد جرم زمین و چگالی آن نزدیک به ۹۵ درصد چگالی زمین است. 

بر پایه یافته‌های سال ۱۹۶۷ میلادی، سیاره زهره دارای میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی است. به نظر می‌رسد به دلیل چرخش بسیار کند زهره، هسته مذاب آن(خاستگاه پیدایش میدان مغناطیسی) حرکت زیادی نداشته و میدان مغناطیسی آن ضعیف باشد. اما گرمایی که در میلیون‌ها سال در درون سیاره حبس شده، به شکل ناگهانی و مانند فعالیت‌های آتشفشانی بسیار بزرگ آزاد شده و شکل سطحی سیاره را دگرگون می‌کند.

رسانه‌های علمی نوشتند؛ زهره دارای هواکره نیز هست. هواکره ضخیم و غلیظ آن موجب می‌شود که دیدن سطح آن به سادگی ممکن نباشد. تفاوت بزرگ زهره با زمین، هواکره آن است که ۹۶٫۵ درصد آن را کربن دی‌اکسید و ۳٫۵ درصد آن را نیتروژن تشکیل داده است.

زهره گرم‌ترین سیاره در منظومه شمسی است. نور آفتاب پس از نفوذ در هواکره این سیاره و جذب شدن توسط سطح آن، به‌صورت گرما از سطح بازتابیده می‌شود. اما انبوه کربن دی‌اکسید هواکره زهره، این گرمای بازتابیده را به دام انداخته و از رها شدن آن در فضای بیرونی جلوگیری می‌کند. این جذب اضافی گرما که به عنوان اثر گلخانه‌ای شناخته می‌شود، میانگین گرمای زهره را بیش از هر سیاره دیگری(حتی سیاره عطارد) در منظومه شمسی بالا برده‌ است. به‌ طوری که این حرارت برای ذوب کردن فلز سرب کافیست. از این رو، پیدایش حیات شبیه‌ به انسان در این سیاره غیرممکن است.

برخلاف چرخش کند سیاره به دور خود، ابرهای آن هر ۴ روز یک‌بار به دور این سیاره می‌چرخند. در بالای هواکره زهره، طوفان‌هایی با سرعت ۳۶۰ کیلومتر بر ساعت می‌وزند. دلیل این سرعت زیاد، انتقال تکانه از حرکت کند سیاره و لایه‌های پایینی هواکره به لایه‌های بالایی آن که غلظت بسیار کمتری دارند، است. در ارتفاع ۱۰ کیلومتری، سرعت باد در حدود ۱۸ کیلومتر در ساعت و به دلیل غلطت بالای هواکره در نزدیکی سطح سیاره سرعت باد تنها ۳ کیلومتر بر ساعت است. همچنین به دلیل غلظت بالای هواکره، نور شدید آذرخش‌های عظیم به سطح زهره نمی‌رسد.