物理科技生物学-PHYICA

扫描金星云顶寻找生命迹象的私人任务

天文学与空间 2023-04-17 00:01:01

作者:安迪·托马斯维克,今日宇宙 金星上萨帕斯蒙斯的计算机生成模型

信用:美国航天局/ JPL 在金星上寻找生命有着迷人的历史

卡尔·萨根(Carl Sagan)著名而讽刺地说,那里显然有恐龙,因为我们看不透的厚厚的薄雾覆盖了表面

最近,有证据表明,在我们的姐妹星球上,生命是如何进化的,这是一个更加微妙的想法

最近在金星大气中发现磷化氢的消息在研究界引起了轩然大波,其他研究团体也多次否认

但是科学继续前进,现在,参与磷化氢发现的一些研究人员已经提出了一系列小任务,这些小任务将有助于更深入地解决这个问题——近40年来第一次直接对金星大气进行采样

在没有任何最新数据的情况下,出现了一些有趣的发现和重要的问题

金星通常被描绘成硫酸的地狱,在那里任何生物都会被酸本身或行星表面的极高温度和压力瞬间融化

但是它的部分大气的温度和压力与地球相似

这并不是说我们所知道的生命会在那里茁壮成长

这些大气区域异常干旱——比地球上最干燥的地方阿塔卡马沙漠干旱大约50倍

他们有丰富的硫酸,大多数生命都很难处理

尽管如此,来自不同来源的有趣发现暗示了金星大气的许多未知

几十年前对大气进行采样的两次任务Vega和Venera都发现了云层中存在生命所需的非挥发性化学物质

此外,大气层中有一种未知的“紫外线吸收剂”,它以某种方式捕获了大约50%撞击地球的太阳能

描绘金星大气层不同区域的图形

信用:西格等人

一种新型粒子可以解释紫外线吸收

在科学界被称为“模式3”,它是在大气的下游发现的

虽然对这些粒子知之甚少,但它们不是球形的,也不含任何液体

某些类型的细菌和有机化合物在吸收紫外光时具有相同的吸收模式

关于金星大气的过程,我们还有很多要了解的——主要是由于缺乏数据

鉴于目前缺乏数据,科学家们还求助于模型来寻找金星云层中是否存在某种生命模式

答案是一个响亮的“是”,有三种方法可以用来处理数量惊人的硫酸

一种完全新型的生命可以使用硫酸作为溶剂,就像地球上的生命使用水一样

或者,水基生命可以用保护壳保护自己

一些研究人员已经能够鼓励地球上的生命开发一种保护性脂质层,使其与硫酸绝缘

最后,生命可能进化出一种中和化合物,如NH3,以消除周围硫酸的局部影响

信用:今日宇宙 所有这些理论都很吸引人,如果有更多关于大气的数据,所有这些理论都是不成立的,这也是金星生命探测仪(VLF)任务的来源

卫星技术的快速发展使得立方体卫星得以发展——相对便宜,容易建造(和复制)非常轻的卫星,因此容易发射到太空

尽管它们的有效载荷能力有限,但它们可以容纳一个,有时两个仪器来研究特定的现象

因为它们非常便宜,所以可以用不同的仪器和任务目标发射多个任务

这就是这个新任务要走的路

更有趣的是,它不是由任何国家资助的太空机构赞助的,而是由亿万富翁尤里·米尔纳创立的非营利研究组织“突破计划”赞助的

这些任务中的第一个将发射一个50磅重的带有3800万英里激光的探测器,在金星的大气层中飞行三分钟

在这三分钟里,它将使用一种叫做自体荧光散射浊度仪的仪器来检测当被激光束击中时是否有任何分子发光

根据项目科学家和麻省理工学院教授萨拉·西格的说法,许多有机分子都是这样做的,所以在穿越大气层的过程中任何荧光出现的迹象都会令人着迷

显示轨道轨道的图形,并证明用于甚低频任务

信用:西格等人

信用:今日宇宙 描述第一阶段探针入口走向的图形

信用:西格等人

无论第一次任务的结果如何,它都将被送入第二次更大的任务,该任务将使用气球在大气中漂浮几周,并在不同的地点向大气中发送一系列探测器,试图获取尽可能多的不同样本

如果在前两次任务中发现了足够多有趣的证据,那么一次雄心勃勃、规模更大的第三次任务将对金星的一些大气进行采样,并将其送回地球进行进一步、更全面的分析

这种分阶段的方法,随着收集更多的数据来回答一个特定的问题,成本和复杂性都在增加,是一种潜在的改变行星研究游戏规则的方法

与其将数亿美元押注于一个复杂的系统,认为一个单点故障就能彻底摧毁它,不如采取更小的行动来收集越来越多的数据,这些数据可以用来证明或反驳一个理论

也许一些较大的航天机构将开始采用这种方法

尽管如此,就目前而言,金星即将进入一个探索的黄金时代,美国宇航局和欧空局的三次任务都集中在它身上

虽然没有人会直接对金星的大气层进行采样,但达芬奇+、维尔塔斯和Envision无疑会给这颗行星带来更多的关注,增加人们对私人飞行任务生命甚低频的兴趣

较小卫星的另一个优点是它们可以相对快速地发展

计划在2023年发射任务的第一阶段,后续气球任务准备在2026年发射

这些计划都还没有最终确定,但是如果它们在近40年来第一次得到资助,我们将开始直接看到金星大气的数据——它可能会有一些惊人的结果

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