Ученые из Массачусетского технологического института опубликовали детали серии из трех миссий по изучению Венеры. В отличие от многих других космических миссий, их задача сформулирована очень узко: поиск следов жизни.
«Мы надеемся, что это старт новой парадигмы, согласно которой вы летите дешево, чаще и с более точной целью, – говорит Сара Сигер, руководитель исследования. – Это более новый, ловкий и быстрый путь для космической науки».
Первая из серии этих миссий уже запланирована на 2023 год, ее запустит и профинансирует компания Rocket lab, известная своей сверхлегкой ракетой Electron. С ее помощью компания отправит на Венеру космический аппарат, основанный на универсальной платформе Photon весом чуть более 20 килограмм. Путешествие займет пять месяцев, а сам зонд проработает в атмосфере Венеры около трех минут.
Основным его инструментом будет лазер, который позволит обнаружить присутствие сложных химических соединений внутри капелек жидкости, которые попадутся зонду при спуске в атмосфере. Луч позволит выявить флуоресцентные вещества или другие примеси, которые будут свидетельствовать об интересных для исследователей явлениях. В первую очередь, ученых интересуют биосигнатуры – признаки жизни.
По мнению Сигер, Венера, по сравнению с Марсом – нелюбимый ребенок астробиологии. В последний раз зонды входили в атмосферу Венеры в 1980-х годах, когда возможности научных инструментов были далеки от современных. И хоть NASA и Европейское космическое агентство планируют миссии на эту планету в конце 2020-х годов, ни одна из них не посвящена поиску жизни.
«На Венере есть тайны, которые мы не сможем разгадать, если не вернемся туда, – говорит ученый. – Аномалии химического состава, которые оставляют возможность существования живых организмов».
Сигер посвятила поиску жизни на Венере большую часть своей научной карьеры. В прошлом году она с командой астробиологов заявила, что обнаружила в атмосфере этой планеты фосфин – газ, который на Земле образуется только в процессе жизнедеятельности организмов и в промышленности. Позже ученые оспорили ее находку, но Сигер не сожалеет об этом, поскольку начавшаяся дискуссия повысила интерес к проблеме.
В любом случае, запланированные миссии будут искать жизнь именно в атмосфере Венеры, поскольку на самой ее поверхности температура превышает 400 градусов, и там совершенно нет воды. «Если на этой планете и есть какая-то жизнь, то она представлена микробоподобными организмами в облаках», – поясняет ученый.
Однако и венерианские облака, несмотря на более низкую температуру, являются не очень благоприятным местом для жизни из-за высокой концентрации серной кислоты и крайне низкого содержания воды, гораздо ниже чем в самой сухой пустыне на Земле.
Поскольку концепция этой миссии предполагает крайний низкий бюджет и малый вес аппарата, научная нагрузка составит всего 1 килограмм. Единственным инструментом станет лазерный нефелометр.
Когда зонд окажется в атмосфере, он включит его: от лазерного луча сложные молекулы внутри облаков начнут рассеивать свет или флуоресцировать. Свойством флуоресценции обладают множество органических молекул, например триптофан.
Если этот инструмент подтвердит существование аномалий, у астробиологов появится мощный стимул для продолжения программы.
После миссии 2023 года планируются следующие, уже более сложные миссии. Приблизительно к 2026 году ученые надеются отправить на Венеру воздушный шар, который будет нести более тяжелые научные инструменты и плавать среди облаков гораздо дольше. В том числе, на его борту будут несколько газоанализаторов и спектрометр, который позволит получить подробные данные о химическом составе. Конструкцию шара планируют планируют сделать трансформирующейся, которая сможет изменять свой объем для управления высотой полета.
Наконец, получив этот опыт, на его основе исследователи создадут гораздо более амбициозный проект, который подразумевает возврат образцов венерианской атмосферы на Землю для подробного анализа в лаборатории. Для этого на воздушный шар подвесят миниатюрную ракету, внутри которой будет резервуар для газа. Его наполнят на требуемой высоте, после чего ракета отцепится от шара и выйдет на орбиту планеты. Там она проведет стыковку с специальным орбитальным аппаратом, который возьмет курс на Землю.