Mums pēc iespējas ātrāk jādodas uz Venēru

JPL-Caltech

Venera jau sen ir spēlējusi otro vijoli savam sarkanākajam, mazākajam un attālākajam brālim. Ņemot vērā to, cik neviesmīlīgu mēs esam iemācījušies būt Venērai, mēs lielāko pagājušā gadsimta daļu esam pavadījuši, lai liktu dažas no mūsu lielākajām cerībām atrast ārpuszemes dzīvības pazīmes uz Marsa.

Tas viss mainījās šonedēļ.

Pirmdien par to tika paziņots savdabīga gāze, ko sauc par fosfīnu bija pamanīts mākoņos virs Venēras. Gāzi ražo mikrobi šeit uz Zemes, un pēc tam, kad lielākā daļa zināmo nebioloģisko procesu tika izslēgti, atklājums ir atjaunojis cerības, ka uz Veneras ir dzīvība. Tagad mums tas noteikti jāzina.

Lai patiesi izprastu šī jautājuma būtību, mums ir jādodas uz Venēru, saka Pols Bērns, Ziemeļkarolīnas štata universitātes planētu zinātnieks un sevi dēvējis par Veneras evaņģēlisti. Patiesībā varētu būt laiks domāt, ka nē vienkārši par to, kādai vajadzētu būt nākamajai misijai uz Venēru, bet kā izskatītos pilnīgi jauns Veneras izpētes laikmets: vairāku misiju flote, kas pēta Venēru saskaņoti, kā mēs pašlaik darām ar Marsu.

Galu galā ar uz zemes bāzētiem instrumentiem jūs varat paveikt tikai tik daudz. Venera ir ārkārtīgi spilgta, un daudzi lielie zemes teleskopi to nevar pareizi novērot, saka Sāra Sīgere, MIT astronome un viena no jaunā fosfīna pētījuma līdzautorēm. Šis spilgtums, ko izraisa intensīva saules gaismas atstarošana no tās biezajiem mākoņiem un ko izceļ tās tiešais tuvums Zemei, būtībā neļauj mūsu instrumentiem veikt detalizētus planētas novērojumus. Tas ir tāpat kā mēģināt skatīties uz ceļu, kamēr citas automašīnas tālās gaismas ir vērstas tavā virzienā. Kosmosā izvietotajiem teleskopiem varētu klājies labāk, taču Sīgers saka, ka vēl ir pāragri spriest, vai tie cietīs no tās pašas problēmas.

Un, lai gan teleskopi uz Zemes var atklāt fosfīna un citu interesējošu gāzu pēdas, nav iespējams īsti noskaidrot, vai tās ir radījusi dzīvība vai kāda cita eksotiska ķīmija, piemēram, vulkānisms. Kamēr Sīgerei un viņas komandai ir pamatīgi izslēgts zināms fosfīna dabiskais cēlonis uz Veneras, planēta varētu būt mājvieta ģeoķīmijai, par kuru mēs nekad neesam domājuši par iespējamu. Atbildot uz šiem jautājumiem un pilnībā izslēdzot dabiskus skaidrojumus, mums ir jāiet tuvāk.

Tātad, dodamies uz Venēru!

Protams, to ir vieglāk pateikt nekā izdarīt. Temperatūra uz virsmas sasniedz apdegumus 464 °C, un spiediens ir 89 reizes augstāks nekā uz Zemes. Vienīgi Padomju Savienība ir veiksmīgi nolaidusies uz Venēras virsmas — tās nolaišanās iekārta Venera 13 darbojās 127 minūtes, pirms padevās elementiem 1982. gadā. Nav viegli attaisnot simtiem miljonu vai pat miljardu dolāru tērēšanu misijai, kas varētu beigties stundu jautājums un nedod mums to, kas mums vajadzīgs.

Tātad orbīta ir vissaprātīgākais sākums. Atšķirībā no uz zemes veiktajiem novērojumiem, orbītas var ielūkoties atmosfērā, un viņiem būtu labāks laiks, lai novērotu, kā fosfīns vai citi potenciālie biosignatūras laika gaitā mainās vai kuros reģionos tie ir visvairāk koncentrēti. Cilvēkiem ir pieredze šādās misijās. Pēdējais lielākais Veneras orbīta bija ESA Venus Express, kas pētīja Venusu astoņus gadus, līdz inženieri zaudēja kontaktu ar to, iespējams, tāpēc, ka tai beidzās degviela. Pašlaik vienīgais kosmosa kuģis, kas pēta Venēru, ir Japānas Akatsuki orbīta, kas ieradās 2015. gadā, lai pētītu planētas klimatu un laikapstākļus. Tam ir laba zinātne, taču tai nav instrumentu, kas patiešām varētu pārbaudīt atmosfēras ķīmiju un meklēt organiskas dzīves pazīmes.

Orbiteris arī sniedz iespēju īstenot drosmīgākus projektus un doties tieši mākoņos. A atgriešanās misijas paraugs varētu būt iespējama, kurā kosmosa kuģis ielido atmosfērā un iepilda gāzi, lai to atgrieztu uz Zemi laboratorijas analīzei. Bērns atzīmē, ka gadu gaitā daudzi priekšlikumi ir aicinājuši kaut ko nomest pašā atmosfērā, lai meklētu vairāk bioloģisko parakstu vai pat organiskas vielas. Lai šādu platformu uzturētu gaisā pēc iespējas ilgāk (iespējams, nedēļas vai mēnešus), inženieri ir ierosinājuši palēnināt tās nolaišanos, izmantojot balonus vai rotorus.

Smagas izvēles

Tomēr mēģinājums atrast dzīvību uz citas planētas nav vienkārša pastaiga no punkta A uz punktu B. Neviena misija uz Venēru nespēs paveikt visu nepieciešamo, lai atbildētu uz šo jautājumu. NASA jau plāno divas iespējamās Venēras misijas. DAVINCI+ ir zonde, kas ienirt tieši Veneras atmosfērā un pētītu tās ķīmisko sastāvu, izmantojot vairākus spektrometrus 63 minūšu nolaišanās laikā. VERITAS ir orbīta, kas izmantotu radara un tuvās infrasarkanās spektroskopijas kombināciju, lai izprastu planētas biezos mākoņus un palīdzētu mums izprast virsmas ģeoloģiju un topogrāfiju. Iepriekšējie pētījumi liecina, ka planētai varētu būt aktīvs vulkānisms un kādreiz tā varētu būt bijusi sekli okeānu mājvieta, taču nespēja optiski kartēt virsmu ir padarījusi neiespējamu šo teoriju pārbaudi līdz šim.

Katra misija varētu atklāt interesantus jaunus pavedienus, kas ļauj mums tuvāk noteikt, vai tur ir dzīvība, taču neviena no tām nevarētu atbildēt uz šo jautājumu atsevišķi. Piemēram, runājot par fosfīnu, DAVINCI+ var paveicies noteikt, kurās atmosfēras daļās šī gāze ir koncentrēta. Taču, ja tā tiek ražota uz virsmas, zondei ne vienmēr būs rīki, lai noteiktu atrašanās vietu. . VERITAS varētu atrast dīvainas ģeoķīmijas vietu, taču, faktiski neņemot fosfīna paraugus tieši mākoņos, nebūtu pietiekami daudz pierādījumu, lai savienotu abus noslēpumus.

Domā plaši

Bērns ir stulbs par vēlmi redzēt visaptverošu Veneras izpētes programmu, kas būtu līdzīga tai, ko mēs jau esam redzējuši Marsam. Uz šīs planētas ir orbītas, kas attēlo ainavu, mēra atmosfēras bēgšanu un ķīmiju un pēta laikapstākļus. Ir roveri, kuru uzdevums ir izprast organisko vielu uz zemes un meklēt dzīvības pazīmes. Ir piezemētāji, kas aplūko iekšējo ģeoloģiju un mēra planētas seismisko aktivitāti.

Iedomājieties līdzīgu programmu uz Venēras ar vairākām misijām vienlaikus. Saskaņā ar šādu programmu gan VERITAS, gan DAVINCI+ strādātu kopā ar citām misijām, lai izolētu bioparakstus, piemēram, fosfīnu, un patiešām redzētu, vai tie liecina par pastāvošu dzīvību. Man nepatiktu izvēlēties vienu, nevis otru, saka Bērns. Bet pat tad, ja mēs iegūtu abus, es tik un tā atbalstītu vairāk misiju.

Šīs divas misijas ( plus vēl divi ) gatavojas saņemt zaļo gaismu no NASA nākamā gada aprīlī. Palaidiet logus uz Venēru (kad planēta atrodas vistuvāk Zemei) ik pēc 19 mēnešiem. Ja tiks izvēlēts kāds no tiem, tas netiktu palaists agrākais 2026. gadā, un ceļojuma veikšana prasīs vismaz dažus mēnešus.

Citas misijas noteikti varētu notikt un ātrāk. Indijas kosmosa aģentūra apspriež 2023. gadā Venēras orbītas Shukrayaan-1 palaišanu, lai pētītu atmosfēras ķīmiju. Jaunzēlandē bāzētā Rocket Lab vēlas palaist nelielu satelītu ar nosaukumu Photon, lai aplidotu Venēru jau 2023. gadā. Šī misija izvietot nelielu zondi Venēras atmosfērā, lai savāktu datus, lai gan, visticamāk, tajā būtu tikai viens instruments, ierobežojot jebkādu iegūto pētījumu apjomu. Bērns norāda, ka varētu būt vērts apsvērt iespēju izveidot programmu no vairākām lētākām misijām, piemēram, Photon, nevis dažām ļoti dārgām misijām, piemēram, DAVINCI+ un VERITAS. Sīgere saka, ka viņas tuvākie plāni ir vadīt misijas koncepcijas izpēti elastīgai zemu izmaksu misijai sadarbībā ar Izrāvienu iniciatīvas (kuru vadīja Izraēlas un Krievijas miljardieris Jurijs Milners).

Un, lai gan misijas uz virsmu ir grūti īstenot, vienmēr ir bijusi nepārtraukta priekšlikumu straume par to, kā uzlabot kosmosa kuģu inženieriju, lai jebkura nosēšanās ierīce kalpotu ilgāk. NASA zinātnieku ierosinātajā projektā ar nosaukumu Long-Lived In-situ Solar System Exploration ir nepieciešams izveidot elektroniku un aparatūru, kas spēj izturēt Veneras sodīšanas vidi līdz 60 dienām. Tomēr šāda veida piezemēšanās iekārta, iespējams, nebūs gatava līdz nākamajai desmitgadei.

Pat ja mēs neatrodam dzīvības pazīmes uz Venēras, tas ir arī interesanti: tas nozīmēs, ka Venera un Zeme bija divas planētas, kas sākās ļoti līdzīgi un beidzās ar radikāli atšķirīgu likteni. Tas joprojām rada dziļus jautājumus, uz kuriem ir jāatbild, saka Bērns. Bet, lai uz tiem atbildētu, mums ir nepieciešama planētas izpētes programma.

paslēpties