Kakšna bi lahko bila po mučnem odkritju na Veneri misija astrobiologije?

Umetnik

Umetnikov prikaz flote sond, ki se približujejo Veneri. (Zasluga za sliko: NASA/Rick Guidice)



Nenadoma se misija, da bi raziskala, ali je Venera vseeno gostoljubna do življenja, ne zdi tako nenavadna.

Astronomi so v ponedeljek (14. septembra) objavili, da so v oblakih Venere odkrili fosfin, kemikalijo, ki so jo nekateri znanstveniki predlagali. Nova raziskava je temeljila na podatkih dveh zemeljskih teleskopov, znanstveniki pa že načrtujejo, da bodo s površja Zemlje še malo potegnili skrivnost Venere.





Če pa želimo resnično vedeti, kaj se dogaja s to čudno kemikalijo v gostih, kislih oblakih našega planetarnega soseda, se bomo morali približati, celo v venerine oblake, kamor se ni podalo nobeno vesoljsko plovilo. v 35 letih.

'To je nekaj več, česar ne moremo razložiti o Veneri,' je za Space.com povedala Sanjay Limaye, znanstvenica za atmosfero na Univerzi v Wisconsinu v Madisonu, ki ni bila vključena v novo študijo. 'Venera ima o tem več vprašanj kot Marec , zato predlagamo, da bi Venero šteli za astrobiološko tarčo. '



Povezano: Čudna kemikalija v oblakih Venere kljubuje razlagi. Je to lahko znak življenja?

Ne gre za to, da znanstveniki seveda niso želeli temeljiteje raziskati Venere. Toda planet je resno grob glede vitalnih organov vesoljskega plovila. Vzemite računalnik, nekaj elektronike in kup ultra občutljivih instrumentov ter jih pošljite skozi kisle oblake na površino, ki je v bistvu kuhalni lonec na pritisk in, no, ni lepo. Pravzaprav nobeno vesoljsko plovilo še nikoli ni preživelo pol ure na površini Venere.



'Venera je pripravljena, da armada prispe, toda manj odpušča kot Mars,' je James Garvin, planetarni znanstvenik iz NASA -jevega centra za vesoljske lete Goddard v Marylandu, ki ni sodeloval pri novih raziskavah, je pa glavni raziskovalec Misija atmosferske sonde Venere, ki jo ocenjuje NASA, je povedala za Space.com.

Kljub temu so bili inženirji zaposleni v desetletjih, odkar se je zadnje vesoljsko plovilo odpravilo v ozračje Venere, ko so to storile sovjetske sonde Vega sredi osemdesetih let. Z dodatnim zagonom, ki so ga ustvarile mučne nove raziskave, znanstveniki upajo, da se bodo agencije zdaj obrnile na bolj - in drznejše - misije Venere.

'Mislim, da je to katalitično,' je dejal Garvin o možnem vplivu nove raziskave na motivacijo za raziskovanje Venere. 'Po norem napadu, razcvetu poskusov razumevanja Venere v sedemdesetih in zgodnjih osemdesetih letih, je prišlo do premora in dejansko je minilo 35 let, odkar je katera koli misija katere koli države na tem planetu obiskala ozračje Venere.'

Povezano: Tukaj je vsaka uspešna misija Venere, ki jo je človeštvo kdajkoli začelo

Nazaj na Venero?

Trenutno ima Venera le enega spremljevalca vesoljskega plovila, japonski orbiter Akatsuki. Akatsuki se je izstrelil leta 2010 in čeprav je v prvem poskusu, da bi obkrožil Venero pozneje istega leta, uspel v drugem poskusu leta 2015. Vesoljsko plovilo je svoj čas preučevalo vreme na Veneri in iskalo bliskavice - vse iz varnega orbito, seveda.

Nasina misija pa ni imela posebne misije na Veneri, odkar je Magellanova sonda krožila od leta 1990 do 1994. Toda nove raziskave bi lahko NASA spodbudile, naj konča to sušo. 'Čas je, da Veneri damo prednost,' je dejal NASA -in administrator Jim Bridenstine je v ponedeljek zapisal v tvitu o odkrivanju fosfina, ki ga je imenoval 'najpomembnejši razvoj doslej pri oblikovanju primerov za življenje na Zemlji.'

NASA ocenjuje dva predloga, usmerjena na Venero, v svojem trenutnem krogu tako imenovanih projektov Discovery, istega razreda misije, ki vključuje Lunar Reconnaissance Orbiter, geofizični pristanek InSight na Marsu in prihajajoči misiji asteroidov Lucy in Psyche.

O obisku razmišljajo tudi druge vesoljske agencije. Indijska vesoljska agencija razmišlja o misiji, imenovani Shukrayaan-1, orbiti, ki bi se začela leta 2023 in proučevala površino Venere. Rusija razmišlja o trdnejši različici svojih landerjev iz sovjetskih časov, dolgoživejšega površinskega poslanstva. Evropska vesoljska agencija (ESA) ocenjuje predlog misije, imenovane EnVision, geološki orbiter, ki bi se začel izvajati leta 2032 in bi lahko znanstvenikom povedal o alternativnih razlagah za odkrivanje fosfina, na primer z ugotavljanjem, ali na planetu gostijo aktivne vulkane, ki bi lahko bili proizvajajo plin.

Znanstveniki pravijo, da je inženiring pripravljen na takšne misije in že zdavnaj smo dosegli točko, ko smo imeli stroje, ki jih je vredno poslati. 'To je tako frustrirajuće, da imamo tehnologijo in že dolgo uporabljamo veliko te tehnologije in smo pripravljeni, da to zdaj prenesemo na Venero,' je dejal Darby Dyar, planetarni znanstvenik z Inštituta za planetarne znanosti in namestnik direktorja. raziskovalec drugega predloga misije, ki ga NASA trenutno obravnava, je za Space.com povedal. 'Venera ponuja smorgasbord res kul misij, ki jih lahko opravljate.'

Obstaja še veliko drugih Koncepti misije Venere tam zunaj, ki uradno niso pod nadzorom agencije, vse od skromnih prizadevanj do najambicioznejše (in najdražje) Nasine kategorije projektov, na lestvici prefinjenih marsovodov agencije Curiosity in Perseverance.

Toda za resnično razumevanje zgodbe o Veneri bomo potrebovali več vesoljskih plovil. 'Ni ene same misije,' je dejal Limaye. 'To je zbirka misij, ker obstaja toliko različnih preiskav, da niti ena misija ne more rešiti vseh vprašanj, zato se bo treba odločiti, katere misije je treba najprej opraviti.'

(Znanstveniki Venere, tudi tisti, ki predlagajo posebne misije, redno poudarjajo, da bi bilo, ker je Venera tako premalo raziskana, vsaka misija, ki bi prišla tja, boljša od statusa quo.)

V okviru odkritja fosfina, objavljenega ta teden, obstajata dva načina, na katerih bi prihodnje misije lahko temeljile na novih raziskavah. Ali bi vesoljsko plovilo lahko potrdilo samo odkritje ali pa bi razvilo naše večje razumevanje Venere, kar bi znanstvenikom pomagalo razlagati odkritje.

Raziskovanje fosfina od blizu

Nova trditev odkrivanja fosfina pri Veneri temeljijo le na opazovanjih teleskopa na tleh, vendar ti opazovanji predstavljata dva ključna izziva.

Prvi je, da še vedno obstaja možnost, da odkritja dejansko niso bila fosfin: Znanstveniki so preučili le majhno okno spektralnega podpisa - neke vrste kemično črtno kodo, v kateri so raziskovalci videli le tisto, kar ustreza eni vrstici kode. Za bolj samozavestno prepoznavanje kemikalije bodo morali znanstveniki videti eno ali več drugih vrstic tega podpisa.

Drugi izziv je, da teleskopi, ki so jih uporabili znanstveniki, ne morejo natančno identificirati, kje bi lahko bil v atmosferi Venere fosfin. Vsi znanstveniki doslej vedo, da mora biti več kot 30 kilometrov (50 kilometrov) nad površino Venere. Brez natančnejšega razumevanja nadmorske višine signala je težko vedeti, v kakšnem okolju je kemikalija.

Povezano: 10 najbolj čudnih dejstev o Veneri

Umetnik

Umetnikov upodobitev sonde z balonom, ki se spušča skozi venerinsko vzdušje.(Zasluge za sliko: NASA/JPL-Caltech/Tibor Balint)

Prekinitev desetletne suše atmosferskih sond na Veneri bi morala znanstvenikom pomagati pri obvladovanju obeh teh izzivov.

'Radi bi videli, da bi se res kakršno koli poslanstvo vrnilo na Venero,' je na tiskovni konferenci, ki je bila v ponedeljek (14. septembra), povedala Sara Seager, astronomka na Tehnološkem inštitutu v Massachusettsu in soavtorica nove raziskave. ). 'Nekaj, kar zmore meriti pline v ozračju, nekaj, kar ima tako imenovani masni spektrometer, ki lahko identificira večje kompleksne molekule, ki jih je mogoče povezati le z življenjem,' je dejala in opisala svoj seznam želja ter dodala, da je balon lahko najboljša zasnova za takšno vesoljsko plovilo.

Čeprav to ni balon, bo ena od dveh misij, ki jih trenutno razmišlja NASA, opremljena za spopadanje s skrivnostjo fosfina, je Garvin dejal o predlogu misije, ki ga vodi, imenovanem DAVINCI+ (okrajšava za preiskavo žlahtnih plinov z globoko atmosfero Venere) , Kemija in Imaging Plus).

DAVINCI+ je dvodelna misija, ki vključuje sondo, ki bi skozi celotno atmosfero Venere potovala v približno eni uri do površja planeta, vzorčenje, ko gre, in orbiter, ki bi preučeval ozračje podnebja Venere in teren. njegova nočna stran za polno venerinsko leto ali 225 zemeljskih dni.

Zlasti spust sonde bi znanstvenikom povedal, ali je odkrivanje fosfina resnično, in potrdil, kako razširjen je plin v venerinski atmosferi. Znanstvenikom bi to omogočilo tudi temeljito razumevanje kemije na Veneri, ki je hudo pomanjkljiva, kar bi oviralo poskuse raziskovalcev pri razlagi podatkov.

Čeprav se misija morda sliši nekoliko brez primere, v resnici ni, je dejal Garvin. Kemijski laboratorij v osrčju programa DAVINCI+ bi bil v bistvu enak tistim v NASA -jevih roverjih Curiosity and Perseverance Mars in brezpilotnem letalu Dragonfly, ki ga bo agencija poslala na letenje na Saturnovi čudni luni Titan, misijo, ki bo izstreljena leta 2026.

„Na enak način, kot smo to zgodbo prinesli na Mars s Curiosityjem in kmalu Vztrajnostjo, roverji; želimo to obrniti in prinesti v ozračje, v bistvu razviti leteči rover za vzorčenje, da namesto vožnje leti in pada, «je dejal Garvin. 'K vzorcem, ki jih želimo preučiti v atmosferi Venere z orodjem 21. stoletja, moramo prinesti kemijsko laboratorij z najboljšimi instrumenti.'

Umetnik

Umetnikov prikaz misije Veritas, ki preučuje Venero.(Zasluga za sliko: NASA/JPL-Caltech)

Korak dlje

Druga misija Venere, ki jo trenutno ocenjuje NASA, bi lahko temeljila na zaznavanju fosfina na drugačen način. VERITAS (okrajšava za emisijo Venere, radijsko znanost, InSAR, topografijo in spektroskopijo) ne bi neposredno preiskal ozračja in ne bi mogel potrditi odkrivanja fosfina od blizu.

Namesto tega gre za orbiter, ki bi z radarjem in spektroskopijo preučil površino Venere. VERITAS je zasnovan za ustvarjanje visoke ločljivosti topografski zemljevid Venere in ugotoviti, katere vrste kamnin najdemo na njeni površini in kje.

'Prvi pogled na globalno sestavo nam bo vsaj povedal toliko, čeprav metoda ni vse, kar bi si želeli,' je Sue Smrekar, planetarni geofizik v NASA -jevem laboratoriju za reaktivni pogon v Kaliforniji in glavni raziskovalec predlog VERITAS, povedal Space.com. 'Mislim, da bo res spektakularno v smislu izboljšanja našega razumevanja površinske kemije.'

Podatki, ki jih je zbral VERITAS, bi lahko znanstvenikom pomagali odpraviti trenutne skrivnosti, na primer, kako dolgo je Venera imela ocean in kako hitro je izginil ali pa obstaja še vedno aktivni vulkani izbriše kemikalije v atmosfero planeta iz njegove globoke notranjosti. Razumevanje teh vprašanj bi lahko ugotovilo, ali je mogoče odkriti zaznani fosfin brez sklicevanja na življenje.

VERITAS bi ustvaril tudi temelje za prihodnje misije, zlasti s podrobnim kartiranjem površine planeta. 'Pri NASI smo imeli tako velik uspeh pri globalnem izvidovanju, da smo našli znanstveno najbolj prepričljive cilje in se nato vrnili, da bi sledili,' je dejal Smrekar. 'Ja, potrebuješ zemljevid,' je dodal Dyar.

VERITAS in DAVINCI+ sta dva od štirih konceptov, med katerimi bo Thomas Zurbuchen, pridruženi skrbnik NASA za direkcijo za znanstveno misijo, naslednje pomlad izbral eno ali več misij. Tako kot njegov šef Bridenstine je tudi Zurbuchen izrazil navdušenje nad novo ugotovitvijo fosfina, pri čemer je časopis označil za 'zanimiv', čeprav je bil v svojih pripombah manj trmast.

'Zaupamo v znanstveni postopek strokovnega pregleda in se veselimo trdne razprave, ki bo sledila njegovi objavi,' Je Zurbuchen zapisal na Twitterju , ki se sklicuje tako na razmislek o VERITASU in DAVINCI+, kot tudi na sodelovanje NASA v potencialni misiji ESA EnVision.

Nekaj ​​je gotovo: če bodo te ali katere druge misije obiskale naš sosednji svet, bodo znanstveniki Venere navdušeni.

'Dvajseta leta bi lahko bila ponovna uporaba Venere kot namig za sončni sistem in dostopno vesolje, na enak način, kot smo tako prepričljivo uporabljali Mars in Luno in zdaj [Jupitrovo luno] Evropo.' Je dejal Garvin in dodal, da upa, da bodo vesoljske agencije v tem desetletju zbrale podatke, ki jih o našem sosednjem svetu tako zelo primanjkuje.

'Če nam bo to uspelo v dvajsetih, bodo trideseta izrasla v to čudovito mojstrovino novih vrst misij: Titan , upajmo tudi Veneri, Marsu, ženskam, ki živijo na Luni. Mislim, to bo druga vesoljska doba. ' Je rekel Garvin. 'Če sem iskren, ne bi bil presenečen, če bi se v tridesetih prebudili in rekli:' O, moj bog, kako smo lahko to zamudili? '

Pošljite e -pošto Meghan Bartels na mbartels@space.com ali ji sledite na Twitterju @meghanbartels. Sledi nam na Twitterju @Spacedotcom in na Facebooku.