Der beste Weg, etwas über die Venus zu erfahren, könnte mit einer Ballonflotte sein

Das Interesse an der Erforschung der Venus hat in letzter Zeit stark zugenommen, insbesondere nach einer kürzlich umstrittenen Entdeckung von Phosphin, einer potenziellen Biosignatur, in der Atmosphäre des Planeten. Viele Missionen zur Venus wurden vorgeschlagen, und die NASA und die ESA haben kürzlich mehrere finanziert. Sie sind jedoch hauptsächlich Orbiter, die versuchen, von oben in das Innere des Planeten zu blicken. Aber sie werden herausgefordert, indem sie Dutzende Kilometer einer Atmosphäre aus Schwefelsäure durchschauen müssen.

Dieselbe Atmosphäre ist eine Herausforderung für Bodenmissionen. Während einige der kürzlich finanzierten Missionen eine Komponente am Boden beinhalten, verpassen sie eine Gelegenheit, die auf vielen anderen Planeten im Sonnensystem nicht geboten wird – in der Atmosphäre mitzufahren. Technologen haben alles vorgeschlagen, von einfachen Ballons bis hin zu ganzen schwimmenden Städten – wir haben sogar von einem Plan gehört, die gesamte Venus in eine Hülle einzuschließen und auf der Oberfläche dieser Hülle zu leben.

Aber im Moment scheinen Ballons eine einfachere Antwort zu sein. Das ist die Missionsmodalität, die von einem Forscherteam des Jet Propulsion Laboratory der NASA vorgeschlagen wurde, um mehr über etwas zu erfahren, dessen Existenz erst in der letzten Woche auf der Venus bestätigt wurde – Vulkanismus.

Wissenschaftler haben lange angenommen, dass es auf der Venus aktive Vulkane gibt. Einige ältere Sonden sammelten Daten, die darauf hindeuteten, aber erst in einer kürzlich durchgeführten Studie, die Daten von Magellan analysierte, wussten wir, dass Vulkane auf der Venus noch aktiv waren. An diesem Punkt kann sich jeder vorstellen, was das für das Studium der Seismologie, der Evolution und sogar der Geophysiologie des Planeten bedeutet. Aber die vorgeschlagene JPL-Ballonmission würde helfen, etwas Licht ins Dunkel zu bringen.

Ihr Missionsdesign, das in einem kostenlos auf einer der persönlichen Websites des Autors veröffentlichten Artikel beschrieben wird, beinhaltet die Verwendung eines Maschennetzwerks aus Ballons und eines umlaufenden Satelliten, um aktive Vulkanereignisse zu erkennen und zu ihnen zu reisen und so viele Daten wie möglich von ihnen zu sammeln. Das mag schwierig klingen, besonders ohne Menschen, die „in the Loop“ sind und kontrollieren, wohin die Ballons fliegen, aber es ist sicherlich besser, als sie dorthin fliegen zu lassen, wohin der Wind sie trägt.

Es ist viel besser – laut den Simulationen des Teams ist es 63 % besser, Nahaufnahmen von aktiven oder kürzlich aktiven Vulkanen zu ermöglichen. Aber wie sie zu dieser Zahl gekommen sind, könnte eine weitere Erklärung gebrauchen. Erstens, wie können Sie feststellen, ob ein Vulkan auf einem Planeten ausbricht, der vollständig von der Außenansicht verdeckt ist?

Sie schlugen vor, eine Technologie namens Infraschall-Mikrobarometer zu verwenden – im Grunde erfassen diese winzigen Werkzeuge Druckunterschiede in der Atmosphäre, die durch Vulkanausbrüche verursacht werden. Wenn Sie nach einem Vulkanausbruch suchen, kann die Analyse von Daten von einem dieser Instrumente Sie zumindest in die Richtung der Druckwelle führen, die sie erzeugen. Selbst wenn Sie in die richtige Richtung zeigen, wie kann ein Ballon ohne aktives Antriebssystem nahe genug herankommen, um mit der Datenerfassung zu beginnen?

Dem Blatt zufolge können sie einfach auf dem Wind reiten. Die Atmosphäre der Venus ist komplex und verschiedene Schichten können unterschiedliche Richtungswinde mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten haben. Ein Ballon könnte sich in die richtige Windströmung heben oder senken und diese in Richtung der Eruption fahren. Klingt ziemlich raffiniert, aber ein Ballon allein wäre nicht unbedingt in der Lage, Windströmungen außerhalb seiner unmittelbaren Umgebung zu erkennen, was es schwierig, wenn nicht unmöglich macht, einen Weg zum Vulkan zu planen. Da kommt die Verzahnung ins Spiel.

Über dem Planeten zu kreisen und durch die Atmosphäre nach unten zu schauen, hat einen Vorteil – es ermöglicht dem Orbiter, verschiedene Windströmungen zu sehen, die verwendet werden könnten, um Ballons in die richtige Richtung zu lenken. Noch besser, wenn ein Ballon eine interessante Druckänderung erkennt, aber aufgrund seiner örtlichen Windverhältnisse keinen Weg dorthin finden kann, könnte der Orbiter diese Informationen direkt an einen der anderen Ballons in der Gruppe weiterleiten, der möglicherweise eine bessere Chance hat, dorthin zu gelangen dort aufgrund seiner eigenen lokalen Windmuster.

So kann er nicht nur als Navigator für einen einzelnen Ballon fungieren, sondern auch als Relais und Koordinator für eine ganze Flotte von ihnen fungieren.

Menschen können immer noch hilfreich sein, was zu einer längeren Zeit in der Nähe potenzieller interessanter Punkte führt, wenn sie an der Bahnführung des Ballonsystems beteiligt waren. Aber Menschen müssen auch essen, schlafen und andere Dinge tun, als weit entfernte Robotersonden zu überwachen, sodass ihre Reaktionszeiten manchmal zu einer Verzögerung führen können, die sie unfähig machen würde, die aktuellen Windbedingungen zu nutzen. Daher könnte ein automatisiertes System rund um den Planeten als beste und schnellste Möglichkeit dienen, den Weg des Sensors zu diesen spektakulären Ereignissen zu finden.

Sobald ein Ballon an einem angekommen ist, können sie möglicherweise sogar eine Nutzlast direkt in die Caldera des Vulkans werfen und so unschätzbare Informationen sammeln, wie kurzlebig die Mission auch sein mag. Wenn Sie genug Chancen haben, wird der Durchbruch, einen einzigen Vulkan auf der Venus zu finden, in die Wissenschaftsgeschichte eingehen, wenn wir beginnen zu verstehen, was unseren Zwillingsplaneten zum Ticken gebracht hat und bringt.