首次執行的商業金星探索任務 將只有五分鐘來尋找生命

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現了磷化氫氣體。這是一個驚人的發現，因為它在地球上通常是由生物過程產生的。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：產生這些氣體的會是微生物嗎？

雖然后續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建立了三個新任務，準備前往并調查金星，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。“發現磷化氫說明我們對金星的了解是多么粗淺。”牛津大學的科林·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，而天文學家現在就想要答案。幸運的是，新西蘭私人火箭發射公司“火箭實驗室”的首席執行官彼得·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年發射（下一個備用發射窗口要等到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。“磷化氫的發現是催化劑，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，任務的細節現在已經公布。“火箭實驗室”開發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行了一次月球探索相關的發射任務。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。最早將于2023年5月發射，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現，這應該是我們能做的最簡單、最便宜、最合適的事情。”

探測器如何在金星大氣層下降的示意圖

要發射的探測器很小，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，它將經受高溫的考驗。

探測器內部裝有一個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據發回地球。貝克說：“我們必須非常非常謹慎地考慮發回哪些數據。”

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行近距離檢查。數據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射紫外線激光，以確定其內部分子的組成。當探測器下降時，激光將通過一個小窗口向外照射。

它會激發液滴中的復雜分子——可能包括有機化合物，使它們發出熒光。

“我們將在云層液滴中尋找有機粒子。”西格爾說。這樣的發現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造出來。

但如果它們被發現，這將是“將金星視為一個潛在的可居住環境”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，盡管蘇聯和美國在20世紀就向金星發射了探測器。

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，數據會被發回地球。

如果探測器幸存下來，它還可以在云層下方獲取額外的數據。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。“我對此感到非常興奮。”她說。“它有‘很大的機會’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。

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Vega氣球一樣，這樣就可以進行更長時間的調查。

“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。“一個小時就可以尋找復雜的分子，而不僅僅是看到它們的印記。”

私營企業在行星科學中可以發揮的作用，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將數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現。

這次“以小見大”的努力能成為第一次在宇宙中發現外星生命的證據嗎？貝克認為：“機會渺茫，但值得一試。”