Venus is een onstuimige hel, en precies daarom moeten we het verkennen

Ooit leek Venus op de aarde, maar nu kan het er 467 graden worden en raast er permanent een wereldwijde orkaan. Hoewel we daar veel van kunnen leren voor onze planeet, doen we er nauwelijks onderzoek naar.
16 september 2020, 9:27am
Venus.

Deze week maakte de Europese Zuidelijke Sterrenwacht bekend dat in de atmosfeer van Venus de stof fosfine is gevonden. Dat zou erop kunnen wijzen dat er leven is op deze planeet.

Venus wordt ook wel de ‘zusterplaneet’ van de aarde genoemd, omdat de twee veel gelijkenissen hebben. Maar Venus staat ook bekend als de morgen- of de avondster, want je kan deze alleen vlak voor zonsopkomst of vlak na zonsondergang zien, afhankelijk van de stand van de planeet. Mensen speculeren al eeuwen wat er onder het dikke wolkendek van Venus te zien is – misschien wel een hemels paradijs waar leven mogelijk is.

De eerste keer dat de mens in de buurt van Venus kwam, was op 19 mei 1961, toen onbemande sondes van het Russische Veneraprogramma op bezoek kwamen, en tot op zo’n 100.000 kilometer afstand bleven. Sindsdien zijn er talloze ruimtereizen geweest, die hebben aangetoond dat Venus een wereld vol extremen, tegenstrijdigheden en mysteries is.

De afgelopen 25 jaar is de aandacht van de ruimtevaart echter sterk verschoven naar Mars, vooral wat bemande missies betreft. En dat is nogal zonde, want Venus mag dan van een afstandje totaal niet op de aarde lijken, ondertussen vertonen de twee planeten veel gelijkenissen: de diameter van Venus is bijvoorbeeld maar 5 procent kleiner dan die van ons, terwijl Mars twee keer zo klein is.

De kans is daarnaast groot dat Venus vroeger meer op de aarde heeft geleken, en de aarde in de toekomst op Venus zal gaan lijken. Om te begrijpen waarom Venus toch zo is veranderd – en te voorkomen dat de aarde dezelfde kant opgaat – moeten we even terug naar dat moment waarop Venus voor het eerst vol in de schijnwerpers stond, in 1961.

Een postzegel met de Venera 1 erop. Afbeelding: Russian Federation

Niemand weet wat de Venera 1 precies zag toen de sonde langs Venus scheerde. Het communicatiesysteem van de sonde viel namelijk uit toen het net een paar dagen de aarde had verlaten. Maar het was wel de eerste aardse afgezant die ooit Venus bezocht, en het vlaggenschip van het succesvolle Veneraprogramma – Venera is de Russische naam voor Venus.

Het is nog altijd het enige ruimtevaartprogramma dat de zware omstandigheden aan de oppervlakte van Venus lang genoeg wist te overleven om inhoudelijke informatie over de omgeving te versturen, zoals deze kleurenfoto van de Venera 13-lander, die in 1982 voet op Venus wist te zetten:

Venera 13. Beeld: NASA

Venera 13. Beeld: NASA

Deze vroege missies lieten zien dat Venus bij lange na niet de weelderige oase was waar veel mensen op hadden gehoopt. In plaats daarvan bleek het een razende inferno, met oppervlaktetemperaturen die konden oplopen tot 467 graden celsius – wat heet genoeg is om lood te laten smelten, en net zoveel druk oplevert als wanneer je een kilometer diep onder het wateroppervlakte van de zee zit.

Door de wolken circuleren elektrisch geladen druppels zwavelzuur. En vanwege een fenomeen dat super-rotatie wordt genoemd, raast er in de bovenste atmosfeer een gigantische orkaan die om de vier dagen een rondje om de planeet heeft gemaakt, en windsnelheden van 400 kilometer per uur kan bereiken.

Wat een beetje vreemd is, is dat de langzame, retrograde draai van de planeet ervoor zorgt dat de zon opkomt in het westen en ondergaat in het oosten – en een siderische dag op Venus, die even lang duurt als 243 dagen op aarde, zelfs langer duurt dan een Venusjaar. Wat grootte en massa betreft, lijken Venus en de aarde dus als twee druppels water op elkaar, maar op veel andere vlakken zijn ze niet te vergelijken.

Vergelijking tussen de Aarde en Venus. Beeld: NASA

Vergelijking tussen de Aarde en Venus. Beeld: NASA

Dat is waarschijnlijk ook meteen de reden waarom ruimtevaartorganisaties hun focus naar Mars hebben verlegd, ook wat menselijke kolonisatie betreft. Duizenden mensen hebben zich aangemeld om naar deze planeet af te reizen, maar een tripje naar Venus zal een stuk minder makkelijk te verkopen zijn.

Dat Venus geen makkelijk begaanbare planeet is, betekent echter niet de planeet het niet waard is om te verkend te worden – zij het voorlopig door onbemande missies. Volgens planetoloog Alexander Rodin, docent aan het Instituut voor Natuurkunde en Technologie in Moskou, kunnen we inderdaad een hoop leren van Venus: van klimaatverandering tot het ontdekken van andere exoplaneten.

“Venus biedt een gigantische potentie aan onderzoek dat van fundamenteel belang kan zijn,” schrijft hij in een e-mail. Oftewel: de planeet is een van de meest mysterieuze werelden van ons zonnestelsel, en als je bedenkt hoeveel bruikbare informatie we er zouden kunnen vinden is het jammer dat we haar zo negeren.

Neem alleen al de inzichten die de Venus Express ons heeft opgeleverd, die de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) in 2005 begon. Dat was de eerste missie die de planeet van zo dichtbij onderzocht in bijna twintig jaar.

In de afgelopen negen jaar heeft de Venus Express bevestigd dat er bliksemschichten door de lucht schoten, en dat dit vaker voorkomt dan op aarde. Ze vonden bewijs voor vulkanische activiteit aan het oppervlak, aan de hand van infraroodbeelden van lage resolutie, en observeerden de dubbele wervelingen die rond de polen van de planeet draaiden.

Illustratie van de gigantische orkaan op Venus. Beeld: Lion on Helium, Moscow Institute of Physics and Technology

Illustratie van de gigantische orkaan op Venus. Beeld: Lion on Helium, Moscow Institute of Physics and Technology

Er zijn nog veel onduidelijkheden over hoe deze maalstroom van botsende atmosferische krachten worden veroorzaakt, wat ook geldt voor de gigantische orkaan die om de planeet cirkelt.

“We weten nog steeds niet of de polaire draaiingen een belangrijke rol spelen in de dynamiek van een hele planeet,” zegt Rodin, die deelnam aan meerdere missies naar Mars en Venus, waaronder de Venus Express. “Er is ook nog veel onbekend over de rol van de grootschalige turbulentie, en in hoeverre het tegen de beweging van de wereld ingaat of juist niet.”

“Wat we over Venus weten komt eigenlijk neer op een versimpelde blik op een rijke, fascinerende wereld,” ging hij verder. “Zelfs de modellen van de atmosferische bewegingen laten geen overtuigend evenwicht zien. En we houden het nog niet lang genoeg bij om conclusies te kunnen trekken.”

Het is net zo uitdagend om het verleden van Venus te reconstrueren als haar huidige gedrag te verklaren. De Venus Express was wel in staat om wat interessante sporen van vroeger te vinden, waaronder bewijs dat de planeet waarschijnlijk ooit oceanen heeft gehad.

“Het meest overtuigende bewijs dat er oceanen waren, is dat er een extreem lage hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer is, ongeveer dertig deeltjes per miljoen,” zegt Rodin. “Omdat ervan uit wordt gegaan dat Venus een soortgelijke oorsprong heeft als de aarde, zouden de oorspronkelijke waterhoeveelheden ook vergelijkbaar moeten zijn. Het vrijwel totale gebrek aan water op Venus impliceert dat er een bepaald mechanisme moet zijn geweest dat verantwoordelijk was voor zoveel waterverlies.”

Deze onthulling heeft, samen met de overvloed aan bewijs dat ook Mars oceanen heeft gehad, grote implicaties voor hoe we de begindagen van het zonnestelsel kunnen reconstrueren. Miljarden jaren geleden waren er zowel op de aarde, Venus als Mars misschien wel zeeën die leven mogelijk maakten. Maar waar onze eigen oceanen er nog altijd zijn, en de voedingsbodem vormen voor complexe organismen, zijn die van Mars in de ruimte verdampt, en de vermeende oceanen van Venus zijn vernietigd door een op hol geslagen broeikasgaseffect dat de planeet nog altijd in haar greep houdt.

“Momenteel zien we niet hoe Venus weer kan veranderen in een planeet die meer op de aarde lijkt,” zegt Rodin. “Venus heeft waarschijnlijk een niet terug te draaien transformatie doorgemaakt.”

Wetenschappers hebben Venus al vaker aangewezen als ultieme waarschuwing voor de verwoestende effecten van klimaatverandering. Op een bepaald moment bereikte de planeet een kantelmoment. Broeikasgassen hoopten zich op in de atmosfeer, met als uiteindelijk gevolg dat de planeet reïncarneerde als onstuimige hel.

Een foto van Venus. Beeld: NASA/Ricardo Nunes

Meer onderzoek naar deze catastrofe zou ons ook wat kunnen leren over de zorgwekkende klimaatcrisis die onze eigen planeet nu doormaakt. We kunnen nagaan hoe de broeikasgassen van Venus zich ontwikkelden, en de huidige omstandigheden op Venus herinneren ons er ook aan dat het makkelijker is dan je misschien zou denken om een wereldwijd klimaat blijvend te veranderen.

“De belangrijkste boodschap is misschien wel dat het wereldwijde klimaatsysteem bestaat uit talloze onderlinge verbindingen, die vaak niet lineair en onomkeerbaar zijn,” zegt Rodin. “Net als op Venus is waterdamp het sterkste broeikasgas op aarde, maar de hoeveelheid ervan wordt beheerst door zwakkere broeikasgassen zoals kooldioxide. Het is zoals een auto met stuurbekrachtiging: de relatief zwakke inspanning van de bestuurder zorgt ervoor dat een sterkere kracht – de zware banden – in beweging komen. Venus laat zien dat zo’n controle ook zijn beperkingen heeft, en zodra die bloot worden gelegd kan het hele klimaatsysteem ineenstorten.”

Het is zeker niet zo dat de aarde automatisch in een kopie van Venus verandert, maar het leidt geen twijfel dat het klimaat van onze planeet door de mens wordt verstoord, wat leidt tot een stijging van de temperatuur en broeikasgasuitstoot. Dus het is zeker belangrijk om de gelijkenissen nader te onderzoeken.

Foto's van de polaire draaiingen. Beeld: ESA/VIRTIS-Venus Express/INAF-IAPS/LESIA-Obs. Paris/G. Piccioni

Foto's van de polaire draaiingen. Beeld: ESA/VIRTIS-Venus Express/INAF-IAPS/LESIA-Obs. Paris/G. Piccioni

Ook kan Venus veel informatie verschaffen over planeten die om verre sterren draaien. Voor een onderzoek uit 2015 in Nature Communications werd bijvoorbeeld de doorgang van Venus naar de zon gebruikt om gegevens te verzamelen die wetenschappers in de atmosferen van exoplaneten verwachten. Zo ontwikkelt Venus zich tot een soort Steen van Rosetta die het klimaat en de samenstelling van buitenaardse werelden ontcijfert.

Venus blijft geheimzinnig, en zelfs 55 jaar nadat Venera 1 op bezoek kwam hebben we nauwelijks grip op haar basale eigenschappen. Sinds de Venus Express er in december 2014 mee ophield, is de Japanse Akatsuki-satelliet het enige ruimtevaartuig dat er nog onderzoek doet. Ondertussen zijn er vijf satellieten die Mars in de gaten houden, en twee rovers die actief de boel verkennen.

Gelukkig hebben NASA, ESA en Roscosmos allemaal missies naar Venus op de planning staan: respectievelijk de Venus In Situ Explorer (VISE), de Venus Entry Probe en Venera-D. Op dit moment zitten ze echter nog allemaal nog in de conceptfase. Volgens Rodin heeft Venera-D nog geen uitgewerkte tijdlijn, maar worden er in ieder geval een satelliet, minstens een lander en misschien zelfs ballonnen of vliegers ingezet.

“We gaan het zien,” zegt hij. “Voor deze missie zullen we zeker goed internationaal moeten samenwerken. Daar is de inhoud enorm afhankelijk van. Uiteindelijk hebben we ook een flinke vloot drones nodig, die ervoor zorgen dat een ballonexperiment kan worden uitgevoerd dat dertig jaar geleden was geïnitieerd door de Vega-missie van de Sovjet-Unie.”

Concepttekening van een dronemissie naar venus. Beeld: Lion on Helium, Moscow Institute of Physics and Technology

Concepttekening van een dronemissie naar venus. Beeld: Lion on Helium, Moscow Institute of Physics and Technology

Dit programma bestond uit twee ruimteschepen, Vega 1 en Vega 2, die in juni 1985 samen aankwamen op Venus. Naast dat ze sondes loslieten op het oppervlakte om gegevens te versturen, zetten de moederschepen ook aerobots in om de atmosfeer te verkennen. Dat leidde tot veel inzicht in de lucht van Venus, zoals dat de planeet op zo’n 50 kilometer hoogte een stuk gastvrijer is. De temperatuur en druk in dit deel van de atmosfeer is veel toegankelijker, en de omgeving lijkt binnen het zonnestelsel het meest op die van de aarde.

Door deze ontdekkingen zijn er veel fantasieën ontstaan over hoe de mens hier zou kunnen leven, bijvoorbeeld in zwevende kolonies. Er zijn ook theorieën dat hier zelfs al leven is. Dat is natuurlijk heel speculatief, maar er is wel degelijk bewijs dat het mogelijk zou kunnen zijn: bijvoorbeeld dat er carbonylsulfide in de atmosfeer van Venus is aangetroffen, een organische verbinding die meestal wordt gecreëerd door biologische processen.

Het is slechts 55 jaar geleden dat Venera 1 de eerste stap naar onze eigenaardige buurplaneet zette, waarmee de weg werd geopend voor ruimtevaartuigen uit veel andere landen. Hopelijk worden er de komende 55 jaar nog meer pogingen gedaan om het verleden, heden en toekomst van Venus in kaart te brengen, zodat ook wij aardbewoners daar nog wat van kunnen leren.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk bij VICE US.