В 2020 году астрономы встряхнули научный мир, объявив об обнаружении в атмосфере Венеры фосфина — газа, который на Земле в бескислородной среде могут производить микроорганизмы. Эта находка вызвала бурные споры и вдохновила новую волну исследований второй планеты от Солнца. Одним из самых амбициозных ответов на это открытие стала программа Morning Star Missions — серия частных миссий, направленных на поиск признаков жизни в венерианских облаках.
Содержимое
Что такое Venus Life Finder
Venus Life Finder — это часть программы Morning Star Missions, над которой работает команда Массачусетского технологического института (MIT) под руководством астрофизика и планетолога Сары Сигер при участии частной американской аэрокосмической компании Rocket Lab. Все миссии будут сфокусированы на астробиологии: они должны оценить обитаемость облачного слоя Венеры и попытаться обнаружить возможные признаки жизни.
В случае успешного запуска это будет первый частный полет к Венере. Изначально его планировали на май 2023 года, затем переносили на январь 2025-го, а сейчас ожидают не раньше лета 2026 года. Стоимость проекта — менее 10 миллионов долларов, что в 50 раз дешевле крупных миссий NASA вроде DAVINCI и VERITAS.
Почему Венера
Венера — крайне негостеприимное место. Средняя температура на ее поверхности составляет 462 °C, атмосферное давление примерно в 90 раз выше земного, а облака насыщены каплями серной кислоты. Однако на высоте 48–60 километров условия кардинально меняются: температура составляет около 30 °C, а давление близко к земному. Именно этот слой атмосферы считают наиболее вероятной зоной потенциальной обитаемости.
Интерес к Венере резко вырос после публикации в 2020 году исследования о возможном обнаружении фосфина в ее атмосфере. На Земле этот газ обычно образуется как побочный продукт жизнедеятельности микроорганизмов в бескислородной среде. Фосфин в атмосфере Венеры обнаруживали пять раз, хотя споры о его происхождении продолжаются. Помимо фосфина, обсуждаются и другие аномалии венерианской атмосферы, включая возможное присутствие аммиака, необычные профили распределения кислорода, диоксида серы и водяного пара, а также природу загадочного ультрафиолетового поглотителя — до сих пор не установленного вещества в облаках Венеры, эффективно поглощающего ультрафиолетовое излучение.
Как будет работать зонд
Атмосферный зонд первой миссии представляет собой конус с куполом весом около 20 килограммов и диаметром всего 40 сантиметров. Его доставит к Венере межпланетный аппарат Photon Explorer — специальная версия платформы Rocket Lab для дальнего космоса.
После полета продолжительностью около 128 дней Photon Explorer отделит зонд, который примерно через 30 минут войдет в атмосферу Венеры на ее ночной стороне, чтобы минимизировать фоновую засветку. При входе он испытает перегрузку до 60 g и будет падать без парашюта, полагаясь только на аэродинамическое торможение в плотной атмосфере.
Внутри зонда будет находиться единственный научный инструмент — автофлуоресцентный нефелометр. Это устройство будет направлять лазерный луч с длиной волны 440 нанометров в атмосферу Венеры через иллюминатор из плавленого кварца. Проходя через луч, облачные частицы будут рассеивать свет. Если они окажутся органическими, то начнут еще и флуоресцировать — светиться. По характеру рассеяния и флуоресценции ученые смогут определить концентрацию, размер, форму и состав молекул.
У зонда будет всего около пяти минут в облачном слое между высотами 65 и 45 километров для сбора данных. Все это время он будет передавать информацию напрямую на Землю по S-диапазону — радиоканалу, который часто используют для космической связи, — со скоростью 125 байт в секунду. Для оптимизации передачи будет использоваться нейронная сеть, обученная на лабораторных измерениях: она будет обрабатывать данные детектора и выделять из них самое важное. Примерно через 30 минут после входа в атмосферу связь с зондом будет потеряна, после чего он упадет на поверхность Венеры.
Что дальше
Первая миссия — только начало. Вторая, Venus Habitability Mission, запланирована на май 2031 года и будет включать более крупный зонд с воздушным шаром, который сможет дольше находиться в облаках и проводить более обширные эксперименты. Третья миссия, Atmospheric Sample Return Mission, в перспективе должна доставить образец венерианской атмосферы на Землю, но это уже гораздо более сложная и отдаленная задача.
Venus Life Finder предлагает иную модель исследования планет: относительно дешево, быстро и с узкой научной задачей. Команда проекта насчитывает менее 30 человек, а финансирование обеспечивают Rocket Lab, MIT и неназванные меценаты.
«Это более новый, проворный и быстрый способ заниматься космической наукой», — так Сара Сигер описала этот подход.
Важно отметить, что первая миссия не будет искать фосфин напрямую. Ее задача — проверить облачные частицы на наличие органических соединений и собрать данные, которые помогут лучше понять химию венерианской атмосферы. Даже если никаких признаков жизни найдено не будет, результаты все равно окажутся важными для будущих исследований Венеры. А если миссия обнаружит убедительные химические аномалии, это станет одним из самых интригующих научных открытий в современной истории человечества.
Часто задаваемые вопросы
Почему миссия не ищет фосфин напрямую?
Автофлуоресцентный нефелометр разработан для поиска органических молекул в целом, а не конкретно фосфина. Обнаружение любых органических соединений укажет на потенциально пригодные для жизни условия. Более того, вопрос о наличии фосфина в атмосфере Венеры до сих пор остается спорным, поэтому ученые хотят получить более фундаментальные данные о составе облаков.
Сколько миссий планируется к Венере?
Программа включает три миссии. Первая, Venus Life Finder, — простой атмосферный зонд с одним инструментом, запуск которого намечен на лето 2026 года. Вторая миссия, Venus Habitability Mission, предполагает более крупный аппарат с воздушным шаром, который сможет дольше находиться в облаках. Его запуск намечен на 2031 год. Третья, Atmospheric Sample Return Mission, должна доставить образец венерианской атмосферы на Землю для детального анализа в лабораторных условиях. Сроки запуска третьей миссии пока не определены.
Читайте также: В атмосфере Венеры вновь обнаружили фосфин и, возможно, аммиак.
