Können wir herausfinden, ob die frühe Venus erdähnlich war oder nicht?

Es wurde spekuliert, dass die Venus vor Milliarden von Jahren eine ganz andere Atmosphäre mit flüssigem Wasser auf ihrer Oberfläche und möglicherweise Leben gehabt haben könnte. Teilweise dank der kühleren jungen Sonne. Aber kann die Wissenschaft das herausfinden?

Welche Spuren würden unsere Sonden noch messen können? AFAIK Venus wurde vor 300-600 Millionen Jahren vollständig wieder aufgetaucht, daher gibt es vermutlich keine geologischen Anzeichen von Wasser, wie es auf dem Mars zu finden ist. Und die Atmosphäre hat sich offensichtlich dramatisch verändert, wenn die Venus einst erdähnlich war. Worauf sollten wir achten, um die Entwicklung der Venus zu entdecken? Welche Instrumente sollten wir dort landen oder in seiner Atmosphäre oder Umlaufbahn fliegen?

Meine Ad-hoc-Meinung: Dies wäre nicht der erste Schritt der Venuserkundung. Die geologische In-situ-Untersuchung der Resurfacing-Hypothesen wäre bereits eine sehr herausfordernde Aufgabe. Vielleicht könnte man einige metamorphe Überreste finden, die die letzte Erneuerung überlebt haben, und man könnte das Alter der Gesteine ​​bestimmen. Möglicherweise gibt es einige alte Schichten unter der Oberfläche, die nicht vollständig geschmolzen sind.

Einige Arten von Kristallen sind hitzebeständiger als andere. Sie können auch einige Aufzeichnungen älterer Epochen enthalten. Der Vergleich ihrer Isotopenverhältnisse könnte etwas über die alte Atmosphäre oder zumindest über die alte Geologie aussagen. Aber die Bedingungen auf der Oberfläche der Venus sind für Sonden sehr schwierig.

Machbarer wäre eine detaillierte Isotopenanalyse der Venusatmosphäre, wie sie beispielsweise als VDAP- Missionskonzept vorgeschlagen wird , oder durch nachfolgende Ballonmissionen . Ein U-Boot-ähnlicher Ballon, der für kurze Zeit in die höllischen Bedingungen der unteren Atmosphäre oder sogar an die Oberfläche taucht, könnte ein Ansatz sein.

Zur Analyse der Atmosphäre wurde ein TLS (abstimmbares Laserspektrometer) vorgeschlagen.

Möglicherweise wäre ein zusätzlicher Massenspektrograph nützlich. Wenn kurze Tauchgänge in der Nähe der Oberfläche möglich werden, sind Kameras sinnvoll. Ein LIBS (laserinduziertes Durchbruchspektroskop) wäre aufgrund der atmosphärischen Absorption nur bei direktem Kontakt mit der Oberfläche sinnvoll. APXS würde aufgrund der Hitze wahrscheinlich nicht funktionieren, es sei denn, Proben könnten zur Analyse höher in die (kühlere) Atmosphäre entnommen werden. Eine IR-Spektroskopie könnte möglicherweise funktionieren, wenn eine Abkühlung irgendwie erreicht werden kann (z. B. durch Isolierung und adiabatische Dekompression). Wenn bei kurzen Oberflächenkontakten Oberflächenproben entnommen werden können, wären mehr Möglichkeiten zur Analyse von Gesteinen möglich. Je mehr Instrumente, je mehr Gewicht, desto größer der Ballon, desto größer die Sonde, desto teurer. Aber ich bin weit davon entfernt, hier technische oder wissenschaftliche Vorschläge für Raumfahrtagenturen auszuarbeiten.

Daher wäre VDAP mit einem kleinen TLS und einem QMS (Quadrupol-Massenspektrometer) - wie bereits von äußerst erfahrenen Wissenschaftlern vorgeschlagen - ein guter Anfang.

Einen Monat nachdem ich diese Frage gestellt hatte, arrangierte das Keck-Institut für Weltraumstudien freundlicherweise drei Vorträge, die am 12. Juni 2014 hochgeladen wurden, um einige gute Antworten zu geben :-)

Wichtige wissenschaftliche Fragen an Venus Jeffery Hall, JPL

Optionen für eine seismische Untersuchung von Venus David Mimoun, ISAE Toulouse

Erkundung der Venus mit Landern, Orbitern und Ballons Dave Stevenson, Caltech

Wenn Sie interessiert sind, sollten Sie sich die Präsentationen von jeweils 38 bis 50 Minuten ansehen. Meine Schlussfolgerungen aus der Beobachtung sind, dass viele grundlegende Dinge über Venus unbekannt sind und dass eine Bodenmission mehr Zeit benötigen würde, als sie überleben könnte. Andererseits konnten überraschend gute Antworten (auch seismologisch!) Auf sehr clevere Weise aus atmosphärischen oder sogar umlaufenden Missionen erzielt werden.