211service.com
Vi må dra til Venus så snart som mulig
JPL-Caltech
Venus har lenge spilt andrefiolin til sin rødere, mindre og fjernere søsken. Gitt hvor ugjestmilde vi har lært Venus å være, har vi brukt mesteparten av forrige århundre på å feste noen av våre største håp om å finne tegn på utenomjordisk liv på Mars.
Det hele endret seg denne uken.
Mandag ble det kjent at en særegen gass kalt fosfin hadde blitt oppdaget i skyene over Venus. Gassen produseres av mikrober her på jorden, og etter at de fleste kjente ikke-biologiske prosesser ble utelukket, har oppdagelsen fornyet håp om at det er liv på Venus. Nå må vi vite sikkert.
For virkelig å komme til kjernen av dette spørsmålet, må vi gå til Venus, sier Paul Byrne, en planetarisk forsker ved North Carolina State University og en selverklært Venus-evangelisk. Faktisk kan det være på tide å tenke ikke bare om hva det neste oppdraget til Venus bør være, men hvordan en helt ny æra av Venus-utforskning vil se ut: en flåte av flere oppdrag som utforsker Venus på samme måte som vi for tiden gjør med Mars.
Det er tross alt bare så mye du kan gjøre med bakkebaserte instrumenter. Venus er ekstremt lyssterk, og mange av de store bakkebaserte teleskopene kan ikke observere det ordentlig, sier Sara Seager, en MIT-astronom og en av medforfatterne til den nye fosfinstudien. Denne lysstyrken, forårsaket av den intense refleksjonen av sollys fra de tykke skyene og fremhevet av dens nærhet til Jorden, blinder i utgangspunktet instrumentene våre fra å gjøre detaljerte observasjoner av planeten. Det er som å prøve å se på veien mens en annen bils fjernlys peker i din retning. Rombaserte teleskoper kan klare seg bedre, men Seager sier det fortsatt er for tidlig å si om de vil lide av det samme problemet.
Og mens teleskoper på jorden kan oppdage spor av fosfin og andre gasser av interesse, er det ingen måte å faktisk finne ut om de er produsert av liv eller annen eksotisk kjemi, som vulkanisme. Mens Seager og teamet hennes har fullstendig utelukket kjent naturlige årsaker til fosfin på Venus, kan planeten godt være hjemsted for geokjemi vi aldri har trodd var mulig. Å svare på disse spørsmålene og helt utelukke naturlige forklaringer betyr at vi må komme på nært hold.
Så la oss gå til Venus!
Selvfølgelig er det lettere sagt enn gjort. Temperaturene på overflaten når sviende 464 °C, og trykket er 89 ganger høyere enn på jorden. Bare Sovjetunionen har landet på den venusiske overflaten – Venera 13-landeren fungerte i 127 minutter før den bukket under for elementene i 1982. Det er ikke lett å rettferdiggjøre å bruke hundrevis av millioner eller til og med milliarder av dollar på et oppdrag som kan være over i et spørsmål om timer og ikke gi oss det vi trenger.
Så en orbiter er den mest fornuftige starten. I motsetning til bakkebaserte observasjoner, kan orbitere kikke inn i atmosfæren og ville ha bedre tid til å observere hvordan fosfin eller andre potensielle biosignaturer endres over tid eller over hvilke regioner de er mest konsentrert. Mennesker har erfaring med slike oppdrag. Den siste store Venus-banen var ESAs Venus Express, som studerte Venus i åtte år til ingeniører mistet kontakten med den, sannsynligvis fordi den gikk tom for drivstoff. Foreløpig er det eneste romfartøyet som utforsker Venus Japans Akatsuki orbiter, som ankom i 2015 for å studere planetens klima og vær. Den driver med god vitenskap, men den har ingen instrumenter som virkelig kan undersøke atmosfærisk kjemi og se etter tegn på organisk liv.
En orbiter gir også muligheten til å gjennomføre mer dristige prosjekter og våge seg direkte inn i skyene. EN prøve returoppdrag kan være mulig, der et romfartøy flyr inn i atmosfæren og flasker opp litt gass for å bringe tilbake til jorden for laboratorieanalyse. Byrne bemerker at mange forslag gjennom årene har krevd å slippe noe inn i atmosfæren selv for å se etter flere biosignaturer eller til og med organisk materiale. For å holde en slik plattform i luften så lenge som mulig (potensielt uker eller måneder av gangen), har ingeniører foreslått å bremse nedstigningen ved hjelp av ballonger eller rotorer.
Vanskelige valg
Å prøve å finne liv på en annen planet er imidlertid ikke bare en tur fra punkt A til punkt B. Ingen enkelt oppdrag til Venus vil kunne utføre alt arbeidet som er nødvendig for å svare på spørsmålet. NASA har allerede to potensielle Venus-oppdrag på gang. DAVINCI+ er en sonde som ville stupe rett inn i Venus atmosfære og studere dens kjemiske sammensetning ved hjelp av flere spektrometre i løpet av en 63-minutters nedstigning. VERITAS er en orbiter som vil bruke en kombinasjon av radar og nær-infrarød spektroskopi for å se forbi planetens tykke skyer og hjelpe oss å forstå overflategeologien og topografien. Tidligere forskning tyder på at planeten kan ha aktiv vulkanisme og en gang kan ha vært hjemmet til grunne hav, men manglende evne til å kartlegge overflaten optisk har gjort det umulig å verifisere disse teoriene så langt.
Hvert oppdrag kan dukke opp interessante nye ledetråder som får oss nærmere å avgjøre om det er liv der, men ingen av dem ville være i stand til å svare på det spørsmålet på egen hånd. Når det gjelder fosfin, for eksempel, kan DAVINCI+ være heldig nok til å bestemme hvilke deler av atmosfæren denne gassen er konsentrert i. Men hvis den produseres på overflaten, vil ikke sonden nødvendigvis ha verktøyene til å identifisere plasseringen . VERITAS kan finne stedet for merkelig geokjemi, men uten å ta prøver av fosfinen direkte i skyene, ville det ikke være nok bevis til å forbinde de to mysteriene.
Tenk stort
Byrne er optimistisk når det gjelder å se et omfattende leteprogram for Venus som ligner på det vi allerede har sett for Mars. På den planeten er det orbitere som avbilder landskapet, måler atmosfærisk rømning og kjemi, og kartlegger været. Det er rovere som har i oppgave å forstå organiske stoffer på bakken og lete etter tegn til liv. Det er landere som ser på den indre geologien og måler planetens seismiske aktivitet.
Se for deg et lignende program på Venus, med flere oppdrag som kjører samtidig. Under et slikt program vil både VERITAS og DAVINCI+ jobbe sammen med andre oppdrag for å isolere biosignaturer som fosfin og virkelig se om de er bevis på eksisterende liv eller ikke. Jeg ville hate å måtte velge det ene fremfor det andre, sier Byrne. Men selv om vi fikk begge deler, ville jeg fortsatt gå inn for flere oppdrag.
Disse to oppdragene ( pluss to andre ) er i ferd med å få grønt lys fra NASA neste april. Startvinduer til Venus (når planeten er nærmest jorden) kommer omtrent hver 19. måned. Hvis en av dem velges, vil den ikke lanseres før tidligst i 2026, og det vil ta minst noen måneder å gjennomføre reisen.
Andre oppdrag kan sikkert skje - og tidligere. Indias romfartsorganisasjon diskuterer lanseringen i 2023 av en Venus-orbiter kalt Shukrayaan-1 for å studere atmosfærisk kjemi. New Zealand-baserte Rocket Lab ønsker å skyte opp en liten satellitt kalt Photon for en forbiflyvning av Venus allerede i 2023. Det oppdraget ville utplassere en liten sonde inn i den venusiske atmosfæren for å samle inn data, selv om det sannsynligvis bare ville bære ett instrument, noe som begrenser omfanget av eventuell forskning. Byrne påpeker at det kan være verdt å se på å bygge et program ut av flere billigere oppdrag som Photon i stedet for noen få veldig dyre som DAVINCI+ og VERITAS. Seager sier at hennes umiddelbare planer er å lede en misjonskonseptstudie for et smidig lavkostoppdrag, i samarbeid med Gjennombruddsinitiativer (ledet av den israelsk-russiske milliardæren Yuri Milner).
Og selv om oppdrag til overflaten er vanskelig å gjennomføre, har det alltid vært en jevn strøm av forslag til hvordan man kan forbedre romfartøysteknikk for å få landere til å vare lenger. En presentert av NASA-forskere, kalt Long-Lived In-situ Solar System Exploration, krever bygging av elektronikk og maskinvare som tåler Venus sitt straffende miljø i opptil 60 dager. Den typen lander vil sannsynligvis ikke være klar før det neste tiåret.
Selv om vi ikke finner tegn til liv på Venus, er det også interessant: det vil bety at Venus og Jorden var to planeter som startet veldig likt og endte opp med radikalt forskjellige skjebner. Det reiser fortsatt dype spørsmål som trenger svar, sier Byrne. Men for å svare på dem trenger vi et program for å studere planeten.