麻省理工学院
信用:CC0公共领域
随着多辆火星车的着陆和将样本送回地球的任务，火星几十年来一直主导着太阳系生命的探索
但是金星有一些新的关注
在今天发表的一份新报告中，由麻省理工学院研究人员领导的一个团队展示了一系列由私人资助的零碎任务的科学计划和基本原理，这些任务旨在从太阳以外的第二颗行星的超酸性大气中寻找生命迹象
麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)1941级行星科学教授萨拉·西格(Sara Seager)说:“我们希望这是一个新范式的开始，在这个范式中，你可以更便宜、更频繁、更专注地进行研究。”
“这是一种更新、更灵活、更快速的空间科学方法
非常麻省理工学院
" 第一个任务将于2023年发射，由位于加州的火箭实验室管理和资助
该公司的电子火箭将在光子飞船上发射一个50磅重的探测器，进行为期5个月、3800万英里的金星之旅，全程三分钟，掠过金星云层
探测器将使用专门为此次任务设计的激光仪器，旨在探测短暂坠入雾霾时遇到的液滴中正在发生复杂化学反应的迹象
在液滴中检测到的荧光或杂质可能表明有比硫酸更有趣的东西在那里飘散，并为金星大气层的某些部分可能适合居住的想法提供了证据
西格说:“人们谈论去金星的任务已经很久了。”
“但我们已经推出了一套新的聚焦、小型化仪器来完成这项特殊工作
" 西格也在物理系和航空航天系任职，他说与火星相比，金星是天体生物学中“被忽视的兄弟”
最后一次进入金星大气层的探测器是在20世纪80年代发射的，当时受到可用仪器的限制
虽然美国国家航空航天局和欧洲航天局计划在本世纪晚些时候对金星进行探测，但两者都不会寻找生命迹象
西格说:“金星上有这些挥之不去的谜团，除非我们直接回到那里，否则我们无法真正解开。”
“挥之不去的化学异常为生命的可能性留下了空间
" 这些异常包括大量的氧气；无法解释的二氧化硫、氧气和水的比例；以及未知成分的云粒子的存在
更有争议的是，西格是一个团队的成员，该团队去年报告了金星大气中磷化氢气体的检测，这种气体在地球上只能通过生物和工业过程产生
此后，其他天体物理学家对磷化氢探测提出了质疑，但西格表示，这一发现总体上给金星探测任务带来了积极的势头
“整个磷化氢的争议让人们对金星更感兴趣
它让人们更认真地对待金星，”她说
磷化氢与否，计划中的任务将集中在金星的大气层，因为这是最有可能适合居住的环境
虽然失控的温室效应使金星表面成为无水地狱，热到足以融化铅，但大气层中的云层保持着我们所知的适合生命生存的温度
西格说:“如果金星上有生命，那就是某种微生物类型的生命，它几乎肯定存在于云粒子内部。”
然而，金星的云虽然相对温和，但对宜居性提出了其他挑战
首先，它们主要由浓硫酸组成，比地球上任何栖息地的酸性都高几十亿倍
云层外的大气也非常干燥，比智利的阿塔卡马沙漠干燥50到100倍
为了评估这些酸性干燥云层的潜在可居住性，报告团队回顾了文献并进行大量实验
西格说:“我们着手进行一些新的科学研究，为这次任务提供信息。”
该报告背后的国际团队包括来自佐治亚理工学院、普渡大学、加州理工学院和行星科学研究所的研究人员，并得到了突破计划的资助
除了领导团队的西格之外，麻省理工学院EAPS研究附属机构的詹努斯·佩特科夫斯基担任副首席研究员
根据实验结果，该报告推测，生命可以通过各种方式在硫酸液滴中存活
它可以存在于耐酸脂质的囊泡中，或者它可以通过产生氨来中和硫酸，氨可以将硫酸的酸碱度降低到地球上嗜酸微生物可以忍受的水平
或者，理论上，金星云生命可能依赖于一种能够耐受硫酸的生物化学，与地球上的任何东西都不同
关于干燥，该报告指出，虽然平均来说大气对于生命来说可能过于干燥，但可能存在湿度相对较高的可居住区域
基于他们的研究，该团队还为这次任务选择了科学有效载荷——仅限于1公斤
西格说，他们选定了一种叫做自体荧光散射浊度仪的仪器，因为这种仪器可以完成任务，体积小，价格便宜，而且可以根据压缩的任务时间表足够快地制造出来
该仪器目前正由一家位于新墨西哥州的名为云测量解决方案的公司和一家位于科罗拉多州的名为水滴测量技术的公司制造
该仪器部分由麻省理工学院校友资助
一旦探测器进入金星大气层，仪器将从窗口向云粒子发射激光，使其中的任何复杂分子发光或发出荧光
许多有机分子，如氨基酸色氨酸，具有荧光特性
西格说:“如果我们看到荧光，我们就知道云粒子中有有趣的东西。”
“我们不能保证它是什么有机分子，甚至不能确定它是有机分子
但是它会告诉你一些非常有趣的事情正在发生
" 该仪器还将测量从液滴反射回来的光的模式，以确定它们的形状
纯硫酸液滴将是球形的
其他任何东西都表明，这比遇到自发荧光散射比浊计要多得多
但是不管2023年的任务发现了什么，套件中的下一个任务已经计划在2026年
该探测器将包括一个更大的有效载荷，一个可以在金星云层中停留更多时间并进行更广泛实验的气球
这次任务的结果可能会为金星生命探索者任务概念的高潮奠定基础:将金星大气样本返回地球
“我们认为这是破坏性的，”西格说
“这就是麻省理工学院的风格
我们在主流和疯狂之间徘徊
"
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