EAPS,news.mit.edu
Cu mai multe rovere aterizate și cu o misiune pregătită pentru a returna mostre pe Pământ, Marte a dominat căutarea vieții în sistemul solar timp de decenii. Dar Venus are o atenție proaspătă în cale.
Într-o nou raport publicată astăzi, o echipă condusă de cercetătorii MIT prezintă planul științific și rațiunea pentru o suită de misiuni nepotrivite, finanțate din privat, destinate să vâneze semne de viață în atmosfera ultra-acidă a celei de-a doua planete de la soare.
„Sperăm că acesta este începutul unei noi paradigme în care mergeți mai ieftin, mai des și într-un mod mai concentrat”, spune Sara Seager, profesor de științe planetare din clasa 1941 la Departamentul de Științe Pământului, Atmosferice și Planetare (EAPS) al MIT. ) și investigator principal pentru planificat Misiuni Venus Life Finder. „Acesta este un mod mai nou, mai agil și mai rapid de a face știință spațială. Este foarte MIT.”
Prima dintre misiuni este programată să fie lansată în 2023, gestionată și finanțată de Rocket Lab, cu sediul în California. Racheta Electron a companiei va trimite o sondă de 50 de lire la bordul navei sale spațiale Photon pentru cele cinci–lună, călătorie de 38 de milioane de mile până la Venus, totul pentru o trecere de trei minute prin norii venusieni.
Folosind un instrument laser special conceput pentru misiune, sonda va avea ca scop detectarea semnelor că se produce o chimie complexă în picăturile pe care le întâlnește la scurta sa coborâre în ceață. Fluorescența sau impuritățile detectate în picături ar putea indica ceva mai interesant decât acidul sulfuric ar putea să plutească acolo sus și să adauge muniție la ideea că părți din atmosfera lui Venus ar putea fi locuibile.
„Oamenii vorbesc de multă vreme despre misiunile către Venus”, spune Seager. „Dar am venit cu o nouă suită de instrumente concentrate, miniaturizate, pentru a face treaba specială.”
Seager, care deține și funcții comune în departamentele de Fizică și Aeronautică și Astronautică, spune că, în comparație cu Marte, Venus este „fratele neglijat” al astrobiologiei. Ultimele sonde care au pătruns în atmosfera lui Venus au fost lansate în anii 1980 și au fost limitate de instrumentele disponibile la acea vreme. Și în timp ce NASA și Agenția Spațială Europeană au misiuni pe Venus planificate pentru mai târziu în deceniu, niciuna nu va căuta semne de viață.
„Există aceste mistere persistente pe Venus pe care nu le putem rezolva cu adevărat decât dacă ne întoarcem acolo direct”, spune Seager. „Anomalii chimice persistente care lasă loc posibilității vieții.”
Aceste anomalii includ niveluri semnificative de oxigen; rapoarte inexplicabile de dioxid de sulf, oxigen și apă; și prezența particulelor de nor cu compoziție necunoscută. Mai controversat, Seager a făcut parte dintr-o echipă care raportat anul trecut o detecție a gazului fosfin în atmosfera lui Venus, care pe Pământ este produs doar prin procese biologice și industriale.
Alți astrofizicieni au contestat de atunci detectarea fosfinei, dar Seager spune că descoperirea a adus un impuls pozitiv misiunilor Venus. „Întreaga controversă despre fosfină i-a făcut pe oameni să fie mai interesați de Venus. Le-a permis oamenilor să ia Venus mai în serios”, spune ea.
Fosfină sau nu, misiunile planificate se vor concentra pe atmosfera lui Venus, deoarece este mediul cel mai probabil să fie locuibil pe planetă. În timp ce un efect de seră fugitiv a lăsat suprafața lui Venus un iad fără apă suficient de fierbinte pentru a topi plumbul, norii înalți în atmosferă păstrează temperaturi potrivite pentru viață așa cum o cunoaștem.
„Dacă există viață pe Venus, este un fel de viață de tip microbian și aproape sigur se află în interiorul particulelor de nor”, spune Seager.
Cu toate acestea, norii lui Venus, deși relativ temperați, ridică alte provocări pentru locuință. În primul rând, ele sunt compuse în principal din acid sulfuric concentrat de miliarde de timp mai acid decât orice habitat de pe Pământ. Atmosfera din afara norilor este, de asemenea, extrem de uscată, de 50 până la 100 de ori mai uscată decât deșertul Atacama din Chile.
Pentru a evalua potențiala locuință a acestor nori acizi, uscati, echipa de raportare a revizuit literatura și a efectuat o serie de experimente. „Ne-am propus să facem o nouă știință pentru a informa misiunea”, spune Seager.
Echipa internațională din spatele raportului a inclus cercetători de la Georgia Tech, Purdue University, Caltech și Planetary Science Institute și a fost finanțată de Breakthrough Initiatives. Pe lângă Seager, care a condus echipa, Janusz Petkowski, afiliat de cercetare MIT EAPS, a fost investigator principal adjunct.
Pe baza rezultatelor experimentale, raportul speculează că viața ar putea persista în picăturile de acid sulfuric în diferite moduri. Ar putea locui în vezicule de lipide rezistente la acid sau ar putea neutraliza acidul sulfuric prin producerea de amoniac, care poate reduce pH-ul acidului sulfuric la un nivel tolerat de microbii iubitori de acid de pe Pământ. Sau, teoretic, viața-norilor lui Venus s-ar putea baza pe o biochimie capabilă să tolereze acidul sulfuric, diferit de orice pe Pământ.
În ceea ce privește uscăciunea, raportul subliniază că, deși atmosfera în medie ar putea fi prea aridă pentru viață, pot exista regiuni locuibile cu umiditate relativ ridicată.
Pe baza cercetărilor lor, echipa a selectat și sarcina științifică a misiunii – care a fost limitată la doar 1 kilogram. Seager spune că s-au hotărât pe un instrument numit nefelometru cu autofluorescență, deoarece ar putea face treaba și era mic, ieftin și putea fi construit suficient de repede pentru cronologia misiunii comprimată.
Instrumentul este în prezent construit de o companie din New Mexico companie numită Cloud Measurement Solutions și o companie din Colorado numită Droplet Measurement Technologies. Instrumentul este finanțat parțial de absolvenții MIT.
Odată ce sonda este în atmosfera lui Venus, instrumentul va străluci cu laser dintr-o fereastră asupra particulelor de nor, determinând ca orice molecule complexe din interiorul lor să se aprindă sau să emită fluorescență. Multe molecule organice, cum ar fi aminoacidul triptofan, au proprietăți fluorescente.
„Dacă vedem fluorescență, știm că ceva interesant este în particulele de nor”, spune Seager. „Nu putem garanta ce moleculă organică este și nici măcar să fim siguri că este o moleculă organică. Dar vă va spune că se întâmplă ceva incredibil de interesant.”
Instrumentul va măsura, de asemenea, modelul de lumină reflectat înapoi din picături pentru a determina forma acestora. Picăturile de acid sulfuric pur ar fi sferice. Orice altceva ar sugera că se întâmplă mai mult decât întâlnește nefelometrul autofluorescent.
Dar, indiferent ce găsește misiunea din 2023, următoarea misiune din suită este deja planificată pentru 2026. Acea sondă ar implica o sarcină utilă mai mare, cu un balon care ar putea petrece mai mult timp în norii lui Venus și ar putea efectua experimente mai ample. Rezultatele acelei misiuni ar putea crea apoi scena pentru punctul culminant al conceptului Misiunilor Venus Life Finder: returnarea unei mostre din atmosfera lui Venus pe Pământ.
„Credem că este perturbator”, spune Seager. „Și acesta este stilul MIT. Operăm chiar pe acea linie dintre mainstream și nebun.”