“Новіший, спритніший, швидший” зонд на Венері шукатиме ознаки життя в хмарах сірчаної кислоти

Марс, на якому висадилися кілька роверів та здійснюється місія з доставлення зразків з його поверхні на Землю, вже кілька десятиліть домінує у пошуках життя у Сонячній системі. Але свіжу увагу привертає до себе Венера.

Про це розповідають у Массачусетському технологічному інституті (MIT).

У новій доповіді, опублікованій на днях, команда на чолі з дослідниками MIT виклала науковий план та обґрунтування для кількаразових, фінансованих з приватних джерел місій, які призначені для пошуку ознак життя серед ультракислотної атмосфери другої планети від Сонця.

«Ми сподіваємося, що це початок нової парадигми, коли ви відправляєтесь дешевше, частіше та більш цілеспрямовано», — каже Сара Сігер, професорка планетарних наук на факультеті наук про Землю, атмосферу та планети (EAPS) MIT і головна дослідниця запланованих “Місій з пошуку життя на Венері” (Venus Life Finder Missions). «Це новіший, спритніший та швидший спосіб проведення космічної наукової роботи».

Перша з трьох

Першу з місій планується запустити у 2023 році, якою керуватиме та фінансуватиме каліфорнійська Rocket Lab. Ракета компанії Electron відправить 23-кілограмовий зонд на борту свого космічного апарату Photon у п’ятимісячну подорож до Венери завдовжки 61 мільйон кілометрів, і все це заради трихвилинного прольоту через венеріанські хмари.

Використовуючи лазерний інструмент, спеціально розроблений для місії, зонд намагатиметься виявити ознаки складного хімічного процесу у крапельках, які він зустріне під час короткого занурення уві мглу. Флуоресценція або домішки, виявлені в краплях, зможуть свідчити про те, що там може витати щось більш цікаве, ніж сірчана кислота, та підкріпити ідею про те, що деякі частини атмосфери Венери можуть бути придатними для життя.

«Люди вже давно говорять про місії на Венеру, — каже Сігер. «Але ми розробили новий набір сфокусованих мініатюрних інструментів для виконання конкретної роботи».

Сігер, яка також суміщає посади на кафедрах фізики та аеронавтики й астронавтики, каже, що у порівнянні з Марсом Венера є “забутою сестрою” астробіології. Останні зонди, які потрапили в атмосферу Венери, були запущені у 1980-х роках та були обмежені наявними на той час інструментами. І хоча NASA та Європейське космічне агентство планують місії до Венери пізніше в цьому десятилітті, жодна з них не буде шукати ознак життя.

Загадки на Венері

«На Венері є загадки, які ми не зможемо розгадати, якщо не повернемося туди безпосередньо», — каже Сігер. «Затяжні хімічні аномалії, які залишають простір для можливості життя».

Ці аномалії включають значний рівень кисню; незрозумілі співвідношення діоксиду сірки, кисню та води; і наявність частинок у хмарах з невідомим складом. Більш суперечливим є те, що Сігер була частиною команди, яка минулого року повідомила про виявлення газу фосфіну в атмосфері Венери, який на Землі виробляється лише біологічними та промисловими процесами.

Відтоді інші астрофізики оскаржували виявлення фосфіну, але Сігер каже, що це відкриття в цілому принесло позитивний імпульс місії на Венеру. «Всі ці суперечки щодо фосфіну зацікавили людей Венерою. Це дозволило людям серйозніше сприймати Венеру», – каже вона.

Яке життя могло б бути на Венері?

Фосфін чи ні, але заплановані місії будуть зосереджені на атмосфері Венери, оскільки це середовище, швидше за все, придатне для життя на планеті. У той час як невпинний парниковий ефект залишив на поверхні Венери безводний пекельний пейзаж, достатньо гарячий, щоб розплавити свинець, хмари високо в атмосфері зберігають температуру, придатну для життя такого, яким ми його знаємо.

«Якщо на Венері і є життя, то це якесь життя мікробного типу, і воно майже напевно знаходиться всередині частинок хмар», — каже Сігер.

Однак хмари Венери, хоча й відносно помірні, створюють інші проблеми для життя. По-перше, вони в основному складаються з концентрованої сірчаної кислоти, яка в мільярди разів кисліша, ніж будь-яке середовище проживання на Землі. Атмосфера за межами хмар також надзвичайно суха, у 50-100 разів сухіша, ніж у пустелі Атакама в Чилі.

Для оцінювання потенційної життєпридатності цих кислотних, висушених хмар, команда авторів доповіді переглянула літературу та провела ряд експериментів. «Ми вирішили провести деякі нові наукові експерименти, щоб обґрунтувати місію», — сказала Сігер.

До складу міжнародної команди, яка підготувала доповідь, увійшли дослідники з MIT, Технічного інституту Джорджії, Університету Перд’ю, Каліфорнійського технологічного інституту та Інституту планетарних наук, і була профінансована програмою Breakthrough Initiatives.

На основі експериментальних результатів у доповіді припускається, що життя може зберігатися в крапельках сірчаної кислоти різними способами. Воно може перебувати у бульбашках кислотостійких ліпідів, або може нейтралізувати сірчану кислоту, виробляючи аміак, який може знизити рН сірчаної кислоти до рівня, який переноситься кислотолюбними мікробами на Землі. Або, теоретично, хмарне життя Венери може покладатися на біохімію, здатну переносити сірчану кислоту, відмінну від будь-чого на Землі.

Що стосується сухості, у звіті вказується, що хоча атмосфера в середньому може бути занадто посушливою для життя, можуть існувати придатні для життя регіони з відносно високою вологістю.

Корисне навантаження для місії

На основі своїх досліджень команда також вибрала наукове корисне навантаження для місії, яке було обмежено лише 1 кілограмом. Сігер каже, що вони зупинилися на приладі, який називається автофлуоресцентним нефелометром, оскільки він міг би виконати поставлену задачу, невеликий, дешевий та його можна було створити досить швидко для стислого терміну місії.

Наразі інструмент розробляється компанією Cloud Measurement Solutions з Нью-Мексико та компанією Droplet Measurement Technologies з Колорадо. Інструмент частково фінансується випускниками MIT.

Флуоресценція та форма крапель

Як тільки зонд потрапить в атмосферу Венери, прилад буде світити лазером з вікна на частинки хмари, викликаючи світіння або флуоресценцію будь-яких складних молекул всередині них. Багато органічних молекул, таких як амінокислота триптофан, мають флуоресцентні властивості.

«Якщо ми побачимо флуоресценцію, отже в частинках хмари є щось цікаве», — каже Сігер. «Ми не можемо гарантувати, що це за органічна молекула, або навіть бути впевненими, що це органічна молекула. Але це скаже вам, що відбувається щось неймовірно цікаве».

Прилад також вимірюватиме структуру світла, відбитого назад від крапель, щоб визначити їх форму. Краплі чистої сірчаної кислоти будуть сферичними. Інший варіант може припустити, що перед автофлуоресцентним нефелометром відбувається щось більше.

Наступні місії

Але що б не знайшла місія 2023 року, наступна місія з цього набору вже запланована на 2026 рік. Той зонд матиме більше корисного навантаження та повітряну кулю, яка могла б проводити більше часу в хмарах Венери та проводити більш масштабні експерименти. Результати тієї місії можуть потім підготувати основу для кульмінації концепції “Місій з пошуку життя на Венері”: доставити зразок атмосфери Венери на Землю.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.