Turime kuo greičiau nuvykti į Venerą

JPL-Caltech

Venera jau seniai grojo antru smuiku savo raudonesniam, mažesniam ir tolimesniam broliui. Atsižvelgiant į tai, kokia nesvetinga buvo Venera, didžiąją praėjusio amžiaus dalį praleidome kurdami didžiausias viltis rasti Marse nežemiškos gyvybės ženklų.

Šią savaitę viskas pasikeitė.

Pirmadienį buvo paskelbta, kad savotiškos dujos, vadinamos fosfinu buvo pastebėtas debesyse virš Veneros. Dujas gamina mikrobai čia, Žemėje, ir atmetus daugumą žinomų nebiologinių procesų, atradimas atnaujino viltis, kad Veneroje yra gyvybės. Dabar turime tiksliai žinoti.

Norėdami iš tikrųjų suprasti šio klausimo esmę, turime nuvykti į Venerą, sako Paulas Byrne'as, Šiaurės Karolinos valstijos universiteto planetologas ir save vadinantis Veneros evangeliku. Tiesą sakant, atėjo laikas galvoti, kad ne tiesiog apie tai, kokia turėtų būti kita misija į Venerą, bet kaip atrodytų visiškai nauja Veneros tyrinėjimo era: kelių misijų flotilė, kuri kartu tyrinėja Venerą taip, kaip šiuo metu darome su Marsu.

Galų gale, su antžeminiais instrumentais galite nuveikti tik tiek. Venera yra nepaprastai ryški, ir daugelis didelių antžeminių teleskopų negali jos tinkamai stebėti, sako Sara Seager, MIT astronomė ir viena iš naujojo fosfino tyrimo bendraautorių. Šis ryškumas, kurį sukelia intensyvus saulės šviesos atspindys iš storų debesų ir išryškinamas dėl arti Žemės, iš esmės apakina mūsų prietaisus nuo detalių planetos stebėjimų. Tai tarsi bandymas žiūrėti į kelią, kai kito automobilio tolimosios šviesos yra nukreiptos į jūsų pusę. Kosminiams teleskopams gali sektis geriau, tačiau Seager teigia, kad dar per anksti pasakyti, ar jie susidurs su ta pačia problema.

Ir nors teleskopai Žemėje gali aptikti fosfino ir kitų dominančių dujų pėdsakus, nėra jokio būdo iš tikrųjų išsiaiškinti, ar juos gamina gyvybė, ar kokia nors kita egzotiška chemija, pavyzdžiui, vulkanizmas. Nors Seager ir jos komanda turi visiškai atmesta žinomas dėl natūralių fosfino atsiradimo Veneroje priežasčių, planeta gali būti geochemijos, kurios niekada nemanėme įmanoma, vieta. Atsakyti į šiuos klausimus ir visiškai atmesti natūralius paaiškinimus reiškia, kad turime iš arti.

Taigi, eikime į Venerą!

Žinoma, tai lengviau pasakyti nei padaryti. Temperatūra paviršiuje siekia 464 °C, o slėgis yra 89 kartus didesnis nei Žemėje. Tik Sovietų Sąjunga sėkmingai nusileido ant Veneros paviršiaus – jos nusileidimo aparatas Venera 13 veikė 127 minutes, kol 1982 m. pasidavė stichijai. Nelengva pateisinti šimtų milijonų ar net milijardų dolerių išlaidas misijai, kuri gali baigtis valandų klausimas ir neduokite mums to, ko mums reikia.

Taigi orbiteris yra protingiausia pradžia. Skirtingai nuo antžeminių stebėjimų, orbitininkai gali žiūrėti į atmosferą ir turėtų geriau stebėti, kaip laikui bėgant keičiasi fosfinas ar kiti galimi biologiniai ženklai arba kuriuose regionuose jie yra labiausiai koncentruoti. Žmonės turi patirties atliekant tokias misijas. Paskutinis pagrindinis Veneros orbita buvo ESA „Venus Express“, kuris tyrė Venerą aštuonerius metus, kol inžinieriai prarado ryšį su ja, greičiausiai dėl to, kad jai baigėsi kuras. Šiuo metu vienintelis erdvėlaivis, tyrinėjantis Venerą, yra Japonijos Akatsuki orbiteris, kuris 2015 metais atvyko ištirti planetos klimato ir oro sąlygų. Jis atlieka gerą mokslą, bet neturi jokių instrumentų, kurie galėtų iš tikrųjų ištirti atmosferos chemiją ir ieškoti organinės gyvybės požymių.

Orbiteris taip pat suteikia galimybę įgyvendinti drąsesnius projektus ir žengti tiesiai į debesis. A grįžimo misijos pavyzdys gali būti įmanoma, kai erdvėlaivis įskrenda į atmosferą ir supila šiek tiek dujų, kad būtų grąžintas į Žemę laboratorinei analizei. Byrne'as pažymi, kad bėgant metams daugybė pasiūlymų ragino ką nors išmesti į pačią atmosferą, kad būtų ieškoma daugiau biologinių ženklų ar net organinių medžiagų. Kad tokia platforma kuo ilgiau išliktų ore (galbūt savaites ar mėnesius), inžinieriai pasiūlė sulėtinti jos nusileidimą naudojant balionus arba rotorius.

Sunkūs pasirinkimai

Tačiau bandymas rasti gyvybę kitoje planetoje nėra tiesiog pasivaikščiojimas iš taško A į tašką B. Jokia viena misija į Venerą nepajėgs atlikti viso darbo, reikalingo atsakyti į klausimą. NASA jau turi dvi numatomas Veneros misijas. DAVINCI+ yra zondas, kuris pasinertų tiesiai į Veneros atmosferą ir tirtų jos cheminę sudėtį, naudodamas kelis spektrometrus per 63 minutes nusileidimo. VERITAS yra orbita, kuri naudotų radaro ir artimųjų infraraudonųjų spindulių spektroskopijos derinį, kad galėtų pažvelgti už planetos storų debesų ir padėti mums suprasti paviršiaus geologiją ir topografiją. Ankstesni tyrimai rodo, kad planeta galėjo turėti aktyvų vulkanizmą ir kadaise gyveno sekliuose vandenynuose, tačiau dėl nesugebėjimo optiškai nustatyti paviršiaus žemėlapio iki šiol neįmanoma patikrinti šių teorijų.

Kiekviena misija gali atskleisti įdomių naujų užuominų, kurios priartins mus prie nustatymo, ar ten yra gyvybės, tačiau nė vienas negalėtų atsakyti į šį klausimą vienas. Pavyzdžiui, kalbant apie fosfiną, DAVINCI+ gali pasisekti nustatyti, kuriose atmosferos dalyse šios dujos yra susikoncentravusios. Tačiau jei jos susidaro paviršiuje, zondas nebūtinai turės įrankius vietai nustatyti. . VERITAS gali rasti keistos geochemijos vietą, tačiau iš tikrųjų nepaimant fosfino mėginių tiesiai debesyse, nebūtų pakankamai įrodymų, kad būtų galima sujungti šias dvi paslaptis.

Galvok dideli

Byrne'as labai vertina norą pamatyti išsamią Veneros tyrinėjimo programą, panašią į tą, kurią jau matėme Marsui. Toje planetoje yra orbitos, vaizduojančios kraštovaizdį, matuojančios atmosferos pabėgimą ir chemiją bei stebinčios orą. Yra roverių, kuriems pavesta suprasti organines medžiagas žemėje ir ieškoti gyvybės ženklų. Yra nusileidimų, kurie žiūri į vidinę geologiją ir matuoja planetos seisminį aktyvumą.

Įsivaizduokite panašią programą Veneroje su keliomis misijomis vienu metu. Pagal tokią programą tiek VERITAS, tiek DAVINCI+ dirbtų kartu su kitomis misijomis, kad išskirtų biologinius ženklus, pvz., fosfiną, ir tikrai pamatytų, ar jie yra gyvybės įrodymas, ar ne. Man nepatiktų rinktis vieną, o ne kitą, sako Byrne'as. Bet net jei gautume abu, aš vis tiek pasisakyčiau už daugiau misijų.

Šios dvi misijos ( plius dar du ) ruošiasi gauti žalią šviesą iš NASA kitą balandį. Langai į Venerą (kai planeta yra arčiausiai Žemės) paleidžiami maždaug kas 19 mėnesių. Pasirinkus bet kurį iš jų, jis būtų paleistas ne anksčiau kaip 2026 m., o kelionė užtruks mažiausiai kelis mėnesius.

Kitos misijos tikrai gali įvykti – ir greičiau. Indijos kosmoso agentūra svarsto galimybę 2023 metais paleisti orbitinį orbitą „Venus“, pavadintą „Shukrayaan-1“, skirtą atmosferos chemijai tirti. Naujojoje Zelandijoje įsikūrusi „Rocket Lab“ nori jau 2023 m. paleisti nedidelį palydovą „Photon“, kad praskris pro Venerą. dislokuoti nedidelį zondą į Veneros atmosferą rinkti duomenis, nors greičiausiai jame būtų tik vienas instrumentas, ribojantis bet kokių gautų tyrimų apimtį. Byrne'as atkreipia dėmesį į tai, kad galbūt verta apsvarstyti galimybę sukurti programą iš kelių pigesnių misijų, tokių kaip „Photon“, o ne iš kelių labai brangių, tokių kaip DAVINCI+ ir VERITAS. Seager teigia, kad jos artimiausi planai – bendradarbiaujant su Proveržio iniciatyvos (jam vadovavo Izraelio ir Rusijos milijardierius Jurijus Milneris).

Ir nors misijas į paviršių sunku įvykdyti, visada buvo gausu pasiūlymų, kaip patobulinti erdvėlaivių inžineriją, kad bet kokie nusileidimo įrenginiai tarnautų ilgiau. Viename NASA mokslininkų pasiūlyme, vadinamame ilgalaikiu in-situ saulės sistemos tyrinėjimu, reikia sukurti elektroniką ir techninę įrangą, kuri galėtų atlaikyti Veneros baudžiančią aplinką iki 60 dienų. Tačiau tokio tipo nusileidimo aparatas tikriausiai nebus paruoštas iki kito dešimtmečio.

Net jei Veneroje nerandame gyvybės ženklų, tai taip pat įdomu: tai reikš, kad Venera ir Žemė buvo dvi planetos, kurios prasidėjo labai panašiai ir baigėsi radikaliai skirtingu likimu. Byrne'as sako, kad tai vis dar kelia gilių klausimų, į kuriuos reikia atsakyti. Tačiau norint į juos atsakyti, mums reikia planetos tyrimo programos.

paslėpti