Инопланетная лихорадка. Какими будут поиски признаков жизни на Венере

  • Юлия Чайка

Ученые разрабатывают новые миссии, чтобы окончательно выяснить, существует ли жизнь на Венере.

Учитывая, какой негостеприимной может быть Венера, исследователи уже давно относят ее на второй план, проведя большую часть прошлого столетия в ожидании найти хотя бы какие-то признаки внеземной жизни на Марсе, пишет MIT Technology Review.

Однако на прошлой неделе ситуация изменилась.

14 сентября стало известно, что в облаках над Венерой был обнаружен необычный газ под названием фосфин. Этот газ вырабатывается земными микробами и после того, как большинство известных небиологических процессов были исключены, открытие возобновило надежды на то, что на Венере может существовать жизнь.

"Чтобы действительно добраться до сути этого вопроса, нам нужно отправиться на саму Венеру",  ̶  говорит Пол Бирн, планетолог из Университета штата Северной Каролины.

Пришло время подумать не только о том, какой должна быть следующая миссия на Венеру, но и о том, как будет выглядеть совершенно новая эра исследований сестры Земли.

"Из-за того, что Венера довольно яркая планета, многие наземные телескопы не могут должным образом за ней наблюдать",  ̶  говорит Сара Сигер, астрофизик и планетолог Массачусетского технологического института и одна из соавторов нового исследования фосфина.

Эта яркость, вызвана интенсивным отражением солнечного света от ее толстых облаков, а также близостью к Земле, ослепляет инструменты ученых и мешает проводить подробные наблюдения.

По идеи, космические телескопы должны работать лучше, но по словам Сигер пока еще рано говорить, будут ли они сталкиваться с такой же проблемой или нет.

Несмотря на то, что телескопы на Земле могут обнаруживать следы не только фосфина, но и других представляющих интерес газов, на самом деле невозможно выяснить, как они были созданы, вулканизмом, к примеру, или  каким-то другим химическим процессом.

Хотя Сигер и ее команда полностью исключили известные естественные причины возникновения фосфина на Венере, планета вполне может быть подходящим местом для геохимии, о которой никто не мог и подумать.

Отвечая на эти вопросы и полностью, исключая естественные объяснения, нужно поближе подобраться к самой планете.

Путешествие на Венеру

Однако всегда проще сказать, чем сделать. Температура на ее поверхности достигает 464 °C, а давление в 89 раз выше, чем на Земле.

Только посадочный модуль Советского Союза Venera 13 сумел успешно приземлиться на поверхность Венеры, проработав в течение 127 минут.

Нелегко оправдывать трату сотен миллионов или даже миллиардов долларов на миссию, которая может закончиться в считанные часы и ничего нам так и не дать. Поэтому орбитальный летательный аппарат  ̶  самый разумный вариант.

В отличие от наземных наблюдений, орбитальные аппараты могут более детально изучать атмосферу и лучше наблюдать за тем, как фосфин или другие потенциальные биосигнатуры меняются со временем, или же в каких регионах они наиболее сконцентрированы. К тому же, у исследователей уже есть опыт в этой области.

Последним крупным орбитальным аппаратом на Венере был  космический аппарат Европейского космического агентства (ЕКА) Venus Express. Он изучал Венеру в течение восьми лет, пока инженеры не потеряли  с ним контакт, вероятно, из-за того, что у него закончилось топливо.

В настоящее время единственным космическим аппаратом, исследующим Венеру, является японский орбитальный аппарат Akatsuki, который прибыл на планету в 2015 году для изучения ее климата и погоды. Этот аппарат достаточно искусно разработан, однако у него нет никаких инструментов, которые действительно смогли бы исследовать химию атмосферы и искать признаки органической жизни.

Орбитальный аппарат, в свою очередь, предоставляет возможность осуществлять более смелые проекты и рисковать прямо в космосе. Также возможна миссия по сбору образцов, в которой космический корабль летит в атмосферу и набирает немного газа, чтобы доставить его на Землю для лабораторного анализа.

Бирн отмечает, что за последние годы для того, чтобы найти больше биосигнатур или даже органических веществ, многие проекты предлагали что-то опустить в саму атмосферу.

Чтобы такая платформа оставалась в воздухе как можно дольше (возможно, недели или месяцы), инженеры предложили замедлить ее спуск с помощью воздушных шаров или роторов.

Трудный выбор

Попытка найти жизнь на другой планете, это не просто прогулка из точки А в точку Б. Ни одна миссия на Венеру не сможет выполнить всю работу, необходимую для ответа на важные вопросы ученых.

NASA уже готовит две предполагаемые миссии на Венеру.

Davinci+  ̶  проект по отправке спускаемого атмосферного зонда на Венеру, целью которого является изучение химического состава атмосферы с помощью нескольких спектрометров. Сам спуск должен будет длиться 63 минуты.

Veritas  ̶ орбитальный аппарат призван картировать поверхность Венеры для лучшего понимания геологической истории планеты.

Предыдущие исследования предполагают, что на планете мог присутствовать активный вулканизм и, возможно, когда-то здесь находились мелководные океаны, но неспособность оптического отображения поверхности делает невозможным проверку этих теорий.

Каждая миссия могла бы найти свои новые зацепки, которые приблизили бы нас к определению того, есть ли на Венере жизнь, но ни одна из них не смогла бы ответить на этот вопрос самостоятельно.

Например, когда дело доходит до фосфина, Davinci+ мог бы более точно определить, в каких именно частях атмосферы этот газ сконцентрирован больше всего. Но если он производится на поверхности, не факт, что у зонда обязательно будут инструменты для определения его местоположения. Vrtitas  в свою очередь мог бы найти место геохимии, но без фактического сбора образцов фосфина непосредственно в облаках, доказательств будет недостаточно, чтобы связать эти две загадки.

Мыслить масштабно

Бирн настроен оптимистично, желая увидеть всеобъемлющую программу исследования Венеры, аналогичную той, которую создали для Марса.

На Марсе присутствуют орбитальные аппараты, которые снимают ландшафт, измеряют атмосферный выброс, химический состав и изучают погоду. Марсоходы, которым поручено понять органику планеты и поиск признаков жизни. А также посадочные аппараты, которые изучают внутреннюю геологию и измеряют сейсмическую активность планеты.

Представьте себе подобную программу на Венере, в которой одновременно задействовано несколько миссий. Именно в рамках такой программы Vrtitas и Davinci+ будут работать вместе с другими миссиями, чтобы изолировать биосигнатуры, такие как фосфин, и понять действительно ли они являются свидетельством сохранившейся жизни или нет.

"Мне бы очень не хотелось выбирать только один проект. Но даже если мы получим их оба, я все равно буду выступать за новые миссии",   ̶   говорит Бирн.

Эти две миссии (плюс еще две другие) находятся в стадии разработки и ждут одобрения от NASA в апреле следующего года. Пусковые окна на Венеру (когда планета находится ближе всего к Земле) приходят примерно каждые 19 месяцев. Если какую-то из них выберут, она будет запущена не раньше 2026 года, и на то, чтобы совершить путешествие, потребуется как минимум несколько месяцев. Однако другие миссии, безусловно, могут произойти и раньше.

Так, к примеру, индийское космическое агентство обсуждает запуск в 2023 году орбитального аппарата Shukrayaan-1 для изучения химии атмосферы. А базирующаяся в Новой Зеландии ракетная лаборатория хочет запустить в этом же году небольшой спутник под названием Photon.

Для сбора данных эта миссия развернет небольшой зонд в атмосфере Венеры, который, скорее всего, будет иметь только один инструмент, ограничивая тем самым результаты исследования.

Бирн считает что, лучше создать программы из нескольких более дешевых миссий, таких как Photon, чем из таких дорогих, как Davinci+ и Veritas.

Сигер говорит, что ее ближайшие планы состоят в том, чтобы провести исследование концепции недорогой миссии в сотрудничестве с Breakthrough Initiatives (возглавляемой российским миллиардером Юрием Мильнером).

И хотя полеты на поверхность трудно осуществить, у исследователей всегда были множества предложений о том, как улучшить космическую технику, чтобы сделать любые посадочные аппараты более долговечными.

Одно из них, представленное учеными NASA Long-Lived In-situ Solar System Exploration предусматривает создание электроники и оборудования, которые смогут противостоять суровой окружающей среде Венеры в течение 60 дней. Однако этот тип посадочного модуля, вероятно, не будет готов до следующего десятилетия.

Стоит отметить, что исследование Венеры в любом случае интересны, даже если мы не найдем на ней никаких признаков жизни. Это будет означать лишь то, что Венера и Земля – планеты, которые зародились похожим способом, но в конечном итоге, получили совершенно разные судьбы.

"У нас до сих пор множество вопросов, на которые необходимо ответить. Но чтобы это сделать, нам нужна программа по изучению планеты",   ̶  подчеркнул Бирн.