首次執(zhí)行的商業(yè)金星探索任務(wù) 將只有五分鐘來尋找生命

2020年底，人們的目光曾短暫地從疫情肆虐的地球上移開，轉(zhuǎn)而看向了我們的鄰居金星。

當時天文學家在金星云層中發(fā)現(xiàn)了磷化氫氣體。這是一個驚人的發(fā)現(xiàn)，因為它在地球上通常是由生物過程產(chǎn)生的。當科學家們努力理解他們所看到的東西時，許多瘋狂的猜想出現(xiàn)了。

如今，一個預計于2023年啟動的任務(wù)可能會幫天文學家找到答案，同時解釋一個相關(guān)的問題：產(chǎn)生這些氣體的會是微生物嗎？

雖然后續(xù)的研究質(zhì)疑了磷化氫的檢測，但最初的研究仍然重新點燃了人們對金星的興趣。

美國國家航空航天局和歐洲航天局已經(jīng)建立了三個新任務(wù)，準備前往并調(diào)查金星，尋找其狀況能否孕育生命等重要問題的答案。

中國和印度也計劃推動金星任務(wù)?！鞍l(fā)現(xiàn)磷化氫說明我們對金星的了解是多么粗淺。”牛津大學的科林·威爾遜表示。他是歐洲金星任務(wù)EnVision的副首席科學家之一。

但這些任務(wù)大多要等到晚些時候才會看到成果，而天文學家現(xiàn)在就想要答案。幸運的是，新西蘭私人火箭發(fā)射公司“火箭實驗室”的首席執(zhí)行官彼得·貝克也想知道答案。

貝克一直對金星情有獨鐘，麻省理工學院的科學家聯(lián)系了他，希望他參與一項雄心勃勃的任務(wù)，也就是利用該公司的火箭更早地在金星上尋找生命，最快可能在2023年發(fā)射（下一個備用發(fā)射窗口要等到2025年1月）。

科學家們認為，不管有沒有磷化氫，如果金星上確實存在生命，它們可能會以微生物的形式存在并漂浮在星球上空的微小硫酸滴中。

雖然金星表面似乎不適宜居住，溫度足以融化鉛，壓力與地球海底相似，但在離地面45公里～60公里處的溫度要溫和得多。

“我一直覺得金星不簡單，”貝克說?！傲谆瘹涞陌l(fā)現(xiàn)是催化劑，我們需要去金星尋找生命?！?/p>

這是第一個私企啟動的外星探索任務(wù)，任務(wù)的細節(jié)現(xiàn)在已經(jīng)公布?！盎鸺龑嶒炇摇遍_發(fā)了一種名為光子的小型多用途航天器，它像餐桌那么大，可以發(fā)送到太陽系的多個位置。

該公司在2022年6月為美國國家航空航天局執(zhí)行了一次月球探索相關(guān)的發(fā)射任務(wù)。在未來的金星任務(wù)中，另一艘“光子”飛船將被用來向金星大氣層發(fā)射一個小型探測器。

該探測器目前正在由麻省理工學院的薩拉·西格爾領(lǐng)導的一個不到30人的團隊開發(fā)。最早將于2023年5月發(fā)射，大約需要5個月才能到達金星，也就是2023年10月左右。

這項由“火箭實驗室”、麻省理工學院和未公開的慈善家資助的任務(wù)耗資不到1000萬美元，這個數(shù)字僅為美國國家航空航天局每次金星任務(wù)成本的2%，算得上是高風險，低成本。西格爾說：“為了搏一個可能的偉大發(fā)現(xiàn)，這應該是我們能做的最簡單、最便宜、最合適的事情。”

探測器如何在金星大氣層下降的示意圖

要發(fā)射的探測器很小，只有大約20.4公斤，直徑38.1厘米，比籃球圈略大。

它采用錐形設(shè)計，在前面有一個隔熱罩：當探測器以每小時4萬公里的速度沖進金星大氣層時，它將經(jīng)受高溫的考驗。

探測器內(nèi)部裝有一個0.9公斤重的儀器。當探測器穿過金星云層時，不能用相機來拍攝圖像，因為根本沒有足夠的無線電功率和時間將圖像數(shù)據(jù)發(fā)回地球。貝克說：“我們必須非常非常謹慎地考慮發(fā)回哪些數(shù)據(jù)。”

雖然拿不到科學家們最想要的圖像，但卻可以對金星云層執(zhí)行近距離檢查。數(shù)據(jù)將由一個自動熒光濁度計提供，該裝置將向金星大氣中的液滴上發(fā)射紫外線激光，以確定其內(nèi)部分子的組成。當探測器下降時，激光將通過一個小窗口向外照射。

它會激發(fā)液滴中的復雜分子——可能包括有機化合物，使它們發(fā)出熒光。

“我們將在云層液滴中尋找有機粒子?！蔽鞲駹栒f。這樣的發(fā)現(xiàn)并不能證明生命的存在——有機分子可以通過與生物過程無關(guān)的方式被創(chuàng)造出來。

但如果它們被發(fā)現(xiàn)，這將是“將金星視為一個潛在的可居住環(huán)境”邁出的一步。

只有在大氣中直接測量，才能找到我們認為金星上可能存在的生命類型。

繞軌道運行的航天器可以告訴我們很多關(guān)于這顆行星的廣泛特性，但要真正理解它，我們必須發(fā)送探測器來近距離研究它。

“火箭實驗室”和麻省理工學院的嘗試是人類首次如此明確地關(guān)注生命跡象，盡管蘇聯(lián)和美國在20世紀就向金星發(fā)射了探測器。

西格爾說，這次任務(wù)不會尋找磷化氫本身，因為能夠這樣做的儀器無法適配探測器，但磷化氫檢測可能是美國國家航空航天局定于2029年發(fā)射的DAVINCI+任務(wù)的一部分。

“火箭實驗室”和麻省理工學院的任務(wù)將會很短。當探測器下落時，它只有5分鐘的時間在金星云層中進行實驗。在它飛向地表的過程中，數(shù)據(jù)會被發(fā)回地球。

如果探測器幸存下來，它還可以在云層下方獲取額外的數(shù)據(jù)。進入金星大氣層一小時后，探測器將撞擊地面，但通信可能在那之前就會丟失。

簡·格里夫斯領(lǐng)導了金星上磷化氫的初步研究，她很期待這次任務(wù)?！拔覍Υ烁械椒浅Ｅd奮?！彼f?！八小艽蟮臋C會’來探測有機物質(zhì)，這可能意味著生命的存在?！?/p>

西格爾希望這只是個開始。她的團隊正在計劃未來的金星任務(wù)，作為這次初步觀測大氣層的結(jié)果的后續(xù)。

另一種想法是在云層中放置氣球，就像20世紀80年代的蘇聯(lián)Vega氣球一樣，這樣就可以進行更長時間的調(diào)查。

“我們需要在云層中呆得更久一些，”西格爾說，理想情況下是有更大、更多的儀器。“一個小時就可以尋找復雜的分子，而不僅僅是看到它們的印記。”

私營企業(yè)在行星科學中可以發(fā)揮的作用，將在這項任務(wù)中首次得到展示。當美國國家航空航天局這樣的機構(gòu)繼續(xù)將數(shù)十億美元的機器送入太空時，“火箭實驗室”和其他機構(gòu)可以填補小型飛行器的市場，足以快速應對這類發(fā)現(xiàn)。

這次“以小見大”的努力能成為第一次在宇宙中發(fā)現(xiàn)外星生命的證據(jù)嗎？貝克認為：“機會渺茫，但值得一試。”