Sao Kim gần Trái Đất nhất, tại sao chúng ta không hạ cánh xuống Sao Kim?

Tên tiếng anh của Sao Kim này là Venus, đây cũng là tên của nữ thần tình yêu và sắc đẹp trong thần thoại La Mã cổ đại. Nhưng nếu quan sát và tìm hiểu hành tinh này bạn có thể thấy rằng nó không hề đẹp và thơ mộng như tên gọi của mình. Đây là một hành tinh có khí hậu vô cùng cực đoan, nó nóng đến mức có thể so sánh với luyện ngục. Do đó, nếu bạn đang tìm kiếm một hành tinh "địa ngục" trong Hệ Mặt Trời thì chắc chắn đó chính là Sao Kim.

Hạ cánh trên Sao Kim là điều không dễ dàng

Kể từ những năm 1960, con người đã phóng hơn 40 tàu thăm dò lên Sao Kim, trong đó 11 lần phóng không thành công, 7 tàu vũ trụ tiếp cận thất bại và chỉ có 9 tàu thăm dò có thể tiếp cận được gần hành tinh này. Đây cũng chính là lý do tại sao chúng ta biết rất ít về bề mặt của Sao Kim.

Bầu khí quyển của Sao Kim

Nếu nhìn Sao Kim bằng kính viễn vọng thiên văn, bạn sẽ thấy nó không có sắc vàng đỏ như ảnh trên, thực ra màu sắc đó là màu giả do các nhà thiên văn suy đoán, bởi không ai biết màu sắc thật của bề mặt hành tinh này là gì.

Thông thường chúng ta sẽ thấy Sao Kim có một lớp khí quyển dày đặc bên ngoài như hình ảnh dưới đây, nó được ghi lại trong sứ mệnh MESSENGER của NASA. Chúng ta có thể thấy Sao Kim bị mây bao phủ và dường như không có một kẽ hở nào.

Còn nếu sử dụng máy ảnh hồng ngoại để chụp gần Sao Kim, bạn sẽ có một cái nhìn khác về hành tinh này.

Điều này có nghĩa là bầu khí quyển của Sao Kim đang chảy với một tốc độ nhanh chóng mặt, trên thực tế, nó có sức gió lên tới 300 km/h.

Khối lượng khí quyển của Sao Kim lớn gấp 93 lần Trái Đất. Sao Kim có kích thước gần như tương đương với Trái Đất, theo đó áp suất khí quyển trên bề mặt của hành tinh này cũng sẽ gấp hơn 90 lần Trái Đất, tương đương với áp suất ở độ sâu 1km so với mực nước biển trên hành tinh của chúng ta.

Trong bầu khí quyển dày đặc của Sao Kim, carbon dioxide chiếm 96,5%, 3,5% còn lại là nito và các loại khí vi lượng khác, chắc hạn như sulfur dioxide, hơi nước và các giọt axit sulfuric.

Bởi vì carbon dioxide là một loại khí nhà kính, bầu khí quyển dày đặc như vậy sẽ mang lại nhiệt độ cực cao cho bề mặt của Sao Kim. Nhiệt độ bề mặt của hành tinh này trung bình đạt tới 462 độ C, có thể làm tan chảy chì, nóng hơn nhiều so với nhiệt độ lò nung thông thường của chúng ta. Ngay cả ở hai cực bắc và nam của hành tinh, nhiệt độ cả ngày đêm vẫn duy trì ở mức trên 450 độ C. Điều này là do bầu khí quyển của Sao Kim có tính đối lưu cực kỳ cao và khí carbon dioxide dày đặc có quán tính nhiệt mạnh.

Sao Kim nóng đến mức tất cả các bộ đồ phi hành gia hay tàu đổ bộ do con người chế tạo từ trước đến nay đều sẽ tan chảy khi hạ cánh xuống bề mặt của hành tinh này. Và vì vậy cho đến thời điểm hiện tại, Sao Kim vẫn được coi là "người hàng xóm" bí ẩn nhất của chúng ta.

Tại sao Sao Kim lại nóng như vậy?

Trên thực tế, hàng tỷ năm trước, Sao Kim không hề giống như ngày nay. Nó đã từng có vùng biển rộng lớn, thậm chí môi trường của nó còn thích hợp để phát triển sự sống hơn cả Trái Đất lúc đó. 

Khi Hệ Mặt Trời bắt đầu hình thành, có một lượng lớn các mảnh vụn, tiểu hành tinh và hành tinh lang thang. Tuy nhiên dưới sự tác động của lực hấp dẫn Mặt Trời, chúng đã tấn công các hành tinh trong quỹ đạo điểm cận nhất trong hàng triệu năm.

Theo đó, Sao Kim liên tục bị va chạm, điều này khiến nó không những không thể tự quay từ tây sang đông như các hành tinh khác mà còn khiến nó quay theo hướng ngược lại với tốc độ rất chậm. 

Vì vậy trên Sao Kim, Mặt Trời sẽ mọc từ hướng tây và lặn ở hướng đông, một ngày trên Sao Kim kéo dài 243 ngày Trái Đất, trong khi hành tinh này chỉ mất 224,7 ngày Trái Đất để hoàn thành quỹ đạo quay quanh Mặt Trời. Bởi vậy có thể nói một ngày của Sao Kim còn dài hơn cả một năm trên hành tinh này. Điều này có nghĩa là Sao Kim gần như không tự quay, lõi của nó cũng ngừng chuyển động và hành tinh này cũng mất dần từ trường.

Tệ hơn nữa, các tác động mạnh của thiên thể đã phá vỡ lớp vỏ ngoài cùng của Sao Kim, và các vụ phun trào núi lửa liên tục hoạt động mang theo khí carbon dioxide và sulfur dioxide từ mặt đất vào bầu khí quyển, kết quả là hiệu ứng nhà kính làm cho tất cả nước biển bốc hơi. Theo đó tình trạng hiệu ứng nhà kính cũng mất kiểm soát và hành tinh này càng ngày càng trở nên nóng hơn.

Nước bốc hơi vào khí quyển không thể giữ lại được lâu, còn Sao Kim thì mất đi sự bảo vệ của từ trường nên nó không thể chống lại sự xâm nhập của bức xạ Mặt Trời. Gió Mặt Trời và tia cực tím sẽ quang hóa các phân tử nước trong khí quyển, phân hủy chúng thành hydro và oxy, sau đó thổi chúng vào không gian. Một số ít phân tử nước còn lại trong bầu khí quyển sẽ kết hợp với sulfur dioxide và tạo thành hydrat axit sulfuric, hình thành các đám mây axit sulfuric trong bầu khí quyển của Sao Kim.

Từ trường của Sao Kim

Các nhà thiên văn học có hai quan điểm khác nhau về từ trường của Sao Kim. Một quan điểm cho rằng lõi của Sao Kim đã hóa rắn hoàn toàn, nó bị ngưng tụ với lớp phủ và nhiệt độ của lớp phủ tăng lên làm giảm dòng nhiệt của lõi, khiến nó không thể tạo ra "hiệu ứng động". Vì vậy, Sao Kim không có từ trường.

Một quan điểm khác lại cho rằng lõi của Sao Kim vẫn là một "đại dương" kim loại sắt hoàn toàn ở thể lỏng, toàn bộ phần lòng của lõi có nhiệt độ gần như tương tự nhau, thiếu sự chênh lệch nhiệt độ do đó không thể hình thành đối lưu và không thể sinh ra từ trường.

Mặc dù cả hai quan điểu đều là phỏng đoán, nhưng kết luận của nó đều giống nhau: Sao Kim không có từ trường giống như Trái Đất.

Trên thực tế, vẫn có một từ quyển yếu xung quanh Sao Kim. Nhưng từ quyển này không được tạo ra bởi từ trường của Sao Kim, thay vào đó nó được sinh ra nhờ vào tương tác giữa các tầng điện ly của bầu khí quyển Sao Kim với gió Mặt Trời. Từ quyển này cung cấp khả năng bảo vệ bức xạ không đáng kể cho bầu khí quyển Sao Kim, do đó nước vẫn liên tục bị phân hủy và thổi vào không gian. Theo đó hành tinh này cũng không còn thích hợp cho sự sống.

Tại sao bầu khí quyển của Sao Kim vẫn được bảo tồn?

Bức xạ Mặt Trời có thể phân tách nước, nhưng nó không đủ năng lượng để phân hủy carbon dioxide, sulfur dioxide và axit sulfuric. Đồng thời hoạt động núi lửa trên bề mặt hành tinh này đã liên tục bơm carbon dioxide và các khí chứa lưu huỳnh vào bầu khí quyển trong hành tỷ năm, điều này đã cho phép các loại khí này tiếc tục gia tăng.