برنامه ناسا برای فرستادن انسان به سیاره زهره

ناسا تصمیم دارد طی مأموریت فضایی HAVOC، انسان را به سیاره‌ی زهره بفرستد؛ اما نه بر روی سطح سیاره، بلکه در بالای جو آن.

در داستان‌‌های علمی تخیلی اوایل قرن بیستم، سیاره‌ی زهره به‌‌عنوان سیاره‌‌ای شگفت‌‌آور با آب‌‌وهوایی گرم و مملو از جنگل‌‌ها، باتلاق‌‌ها و حتی چندین دایناسور به تصویر کشیده شده بود. هایدن پلنتریوم در موزه‌ی تاریخ طبیعی آمریکا در سال ۱۹۵۰، برای رزرو اولین مأموریت گردشگری فضایی التماس می‌‌کرد؛ البته در زمانی پیش از شروع عصر مدرن و ظهور شرکت‌‌های گردشگری فضایی نظیر Blue Origins ،SpaceX و Virgin Galactic. تنها کاری که باید انجام می‌‌دادید این بود که نشانی خود را می‌‌دادید و در مقابل مقصد دلخواه خود (که شامل سیاره‌ی زهره هم بود)، تیک می‌‌زدید.

امروزه بعید است که زهره یک مقصد رویایی برای گردشگران فضایی مشتاق باشد. طی سفرهای اکتشافی صورت گرفته در چند دهه‌ی اخیر، مشخص شده است که این سیاره  به‌جای یک بهشت، دوزخی با دمایی جهنمی، شامل یک اتمسفر سمی و خورنده و فشاری خردکننده بر سطح آن است. باوجود این، ناسا در حال حاضر مشغول کار روی یک مأموریت فضایی سرنشین‌‌دار به مقصد زهره، با نام طرح عملیاتی در ارتفاعات بالای زهره (HAVOC) است.

اما این مأموریت چطور ممکن است؟ حتی باوجود اینکه فاصله‌ی زهره تا خورشید تقریباً دو برابر فاصله‌ی عطارد تا خورشید است؛ دما در سطح زهره حدود ۴۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد و در واقع داغ‌تر از عطارد است. این دما حتی بالاتر از نقطه‌ی ذوب بسیاری از فلزات از جمله بیسموت و سرب است؛ این فزات در محیط زهره حتی ممکن است به‌‌صورت برف بر فراز قله‌های بلند در مناطق کوهستانی ببارد. سطح خارجی زهره یک چشم‌‌انداز صخره‌‌ای لم‌یزرع است که تماما از دشت‌های وسیعی از جنس سنگ بازالت تشکیل‌شده است. در برخی نقاط این سیاره، نواحی آتش‌فشانی به‌‌همراه چندین منطقه‌‌ی کوهستانی (به‌بزرگی یک قاره) دیده می‌‌شود.

همچنین این سیاره از لحاظ زمین‌‌شناسی جوان است؛ اما در طول عمر خود، چندین پدیده‌ی تغییر سطح فاجعه‌‌آمیز را تجربه کرده است. این وقایع به‌‌علت گرمای بالای زیر سطح این سیاره است که در نهایت منجر به ذوب شدن، آزاد شدن حرارت و سفت شدن مجدد می‌شود. بی‌تردید چنین شرایطی، منظره‌‌ای ترسناک برای هر بازدیدکننده‌‌ای به شمار خواهد آمد.

شناور ماندن در اتمسفر

خوشبختانه، در مأموریت تازه‌ی ناسا قرار نیست که افراد را روی سطح غیرقابل‌سکونت سیاره فرود آیند، در عوض تصمیم بر این است که از اتمسفر فشرده‌ی آن به‌عنوان پایگاه اکتشافی استفاده شود. هنوز تاریخ دقیقی برای انجام مأموریت اعلام‌ نشده است. این مأموریت یک برنامه‌ی بلندمدت است و در وهله‌ی اول تنها به چند مأموریت‌ آزمایشی کوچک اکتفا خواهد شد. چنین مأموریتی در حال حاضر و با کمک فناوری فعلی نیز امکان‌پذیر است. ناسا تصمیم دارد که از فضاپیماهایی باقابلیت شناور ماندن در بخش بالایی اتمسفر استفاده کند.

ممکن است عجیب به نظر برسد؛ اما در کل منظومه‌ی شمسی، اتمسفر فوقانی زهره بیشترین شباهت را به زمین دارد. ارتفاع بین ۵۰ الی ۶۰ کیلومتری از سطح این سیاره، از لحاظ فشار و دما، با جو پایینی زمین قابل مقایسه است. فشار اتمسفری در ارتفاع ۵۵ کیلومتری از جو زهره، نصف فشار هوا در سطح دریاست. واقعیت این است که در چنین مکانی نیاز به استفاده از لباس مخصوص نخواهد بود؛ چراکه آنجا احتمالاً شرایطی مشابه فشار هوای قله‌ی کلیمانجارو تجربه خواهید کرد. همچنین نیازی به استفاده از عایق حرارتی نیست؛ چون دما در این مکان، بین ۲۰ الی ۳۰ درجه سانتی‌گراد است.

اتمسفر در این ارتفاع به‌اندازه‌ای متراکم است که فضانوردان را از تابش نور خورشید محافظت می‌کند. فاصله‌ی نزدیک‌تر تا خورشید، امکان دریافت تابش بیشتری را نسبت به تابش دریافتی در سطح زمین فراهم می‌کند که می‌توان از آن برای تولید برق (به میزان تقریبی ۱/۴ برابر) بهره گرفت.

فضاپیمای طراحی‌شده مانند یک بالون، در فضای سیاره شناور خواهد ماند و با وزش باد، امکان جابجایی خواهد داشت.

می‌توان از ترکیبی قابل تنفس از گازهای اکسیژن و نیتروژن به‌عنوان گاز شناورکننده در این فضاپیما بهره برد. چرا که این گازها، چگالی کمتری نسبت به اتمسفر زهره دارد؛ بنابراین می‌توان از آن برای شناور کردن سفینه در جو سیاره استفاده کرد.

اتمسفر زهره شامل ۹۷ درصد دی‌اکسید کربن، حدود ۳ درصد نیتروژن و مقادیر ناچیزی از گازهای دیگر است. همچنین وجود مقدار کمی اسیدسولفوریک موجب ایجاد ابرهای متراکمی شده که به‌صورت نواحی درخشانی از سطح زمین قابل مشاهده است. در واقع، این سیاره حدود ۷۵ درصد از نوری را که از خورشید به آن می‌رسد، منعکس می‌کند. این لایه‌ی ابر بازتاب‌دهنده در ارتفاع ۴۵ الی ۶۵ کیلومتری سطح زهره قرار دارد و قطرات اسیدسولفوریک در زیر آن، در ارتفاع حدود ۳۰ کیلومتری معلق‌اند. با این تفاسیر، فضاپیما باید در برابر اثرات خورندگی این اسید نیز مقاوم باشد.

خوشبختانه ما در حال حاضر فناوری لازم برای غلبه بر معضل اسیدیته را در اختیار داریم. چندین ماده‌ی تجاری موجود نظیر تفلون و برخی از انواع پلاستیک‌ها، مقاومت بالایی در برابر اسید دارند و می‌توانند در بافت بدنه‌ی خارجی کشتی هوایی مورد استفاده قرار گیرند. با در نظر گرفتن همه‌ی این عوامل، شما می‌توانید تنها یک مخزن اکسیژن  بردارید، لباسی مقاوم در برابر مواد شیمیایی بپوشید و به‌راحتی عازم پیاده‌روی روی سکوی این کشتی هوایی شوید.

زندگی در زهره

در مأموریت ماژلان آمریکا، سطح سیاره زهره به‌کمک رادار نقشه‌برداری شده است. بااین‌حال، تنها تعداد معدودی از نقاط سطح این سیاره حین مأموریت‌های صورت گرفته از سوی کاوشگر شوروی در اواخر دهه ۱۹۷۰، مورد بازدید قرار گرفت. این کاوشگر اولین (و تا به امروز آخرین) تصاویر را از سطح زهره برایمان ارسال کرده است. به‌وضوح شرایط سطحی سیاره برای هر نوع زندگی به‌شدت نامناسب است.

اما جو بالایی زهره وضعیت کاملا متفاوتی دارد. در حال حاضر  انواع خاصی از ارگانیسم‌های شدیددوست در زمین وجود دارند که می‌توانند در برابر شرایط موجود در ارتفاعی از زهره که قرار است فضاپیمای HAVOC در آن پرواز کند، مقاومت کنند. گونه‌هایی مثل Acidianus infernus می‌توانند در دریاچه‌های آتش‌فشانی بسیار اسیدی ایسلند و ایتالیا یافت شوند. انواعی از میکروب نیز در ابرهای اطراف زمین وجود دارند. هیچ یک از این موارد دلیلی بر آن نمی‌شود که در اتمسفر زهره، حیات وجود داشته باشد؛ اما این تنها یک احتمال است که در این مأموریت قابل بررسی خواهد بود.

شرایط آب‌وهوایی فعلی و ترکیب اتمسفر زهره نتیجه یک اثر گلخانه‌ای فرار است (نوعی اثر گلخانه‌ای شدید که نمی‌تواند معکوس شود)؛ در نتیجه‌ی این فرایند، این سیاره از شکل دنیایی مهمان‌نواز و همسان با کره‌ی زمین (آن‌طور که در روزهای اول خود بوده است) خارج شده است. باوجود اینکه ما فعلا وقوع چنین سناریوی افراطی را برای سیاره‌ی خود پیش‌بینی نمی‌کنیم؛ شرایط رخ‌داده در زهره نشان می‌دهد که تحت یک شرایط فیزیکی خاص، ممکن است روزی چنین تغییرات ویرانگری در اتمسفر سیاره‌‌های دیگر نیز رخ دهد.

با آزمایش کردن مدل‌های آب‌و‌هوایی فعلی روی شرایط حاد قابل‌مشاهده در زهره، می‌توانیم به‌دقت تعیین کنیم که چگونه عوامل مختلف آب‌وهوایی می‌تواند منجر به تحولاتی چشمگیر شود. بنابراین سیاره‌ی زهره برای ما ابزاری برای انجام آزمون‌های افراطی در مدل‌سازی آب‌وهوای کنونی (با در نظر گرفتن تمامی مشخصه‌های ذاتی سلامت اکولوژیکی سیاره ما) فراهم می‌کند.

باوجود اینکه سیاره‌ی زهره، نزدیک‌ترین سیاره‌ در همسایگی ما است؛ ما هنوز اطلاعات نسبتاً کمی در مورد آن داریم. در نهایت، دانستن این که چگونه ممکن است دو سیاره‌ی مشابه، چنین سرنوشت‌های متفاوتی داشته باشند، به ما کمک خواهد کرد. چگونگی تکامل منظومه‌ی شمسی و شاید حتی سیستم‌های ستاره‌ای دیگر را درک کنیم.