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

        2022-03-09 00:32:12綜合整理報道
        海外星云 2022年21期

        2020年底,人們的目光曾短暫地從疫情肆虐的地球上移開,轉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年啟動的任務可能會幫天文學家找到答案,同時解釋一個相關的問題: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,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?!鞍l(fā)現(xiàn)磷化氫說明我們對金星的了解是多么粗淺?!迸=虼髮W的科林·威爾遜表示。他是歐洲金星任務EnVision的副首席科學家之一。

        但這些任務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,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。”

        這是第一個私企啟動的外星探索任務,任務的細節(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的發(fā)射任務。在未來的金星任務中,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?!?/p>

        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)?!?/p>

        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+任務的一部分。

        “火箭實驗室”和麻省理工學院的任務將會很短。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·格里夫斯領導了金星上磷化氫的初步研究,她很期待這次任務?!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,這可能意味著生命的存在。”

        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,作為這次初步觀測大氣層的結果的后續(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?!耙粋€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,將在這項任務中首次得到展示。當美國國家航空航天局這樣的機構繼續(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。”

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