Vi måste åka till Venus så snart som möjligt

JPL-Caltech

Venus har länge spelat andra fiol till sitt rödare, mindre och mer avlägsna syskon. Med tanke på hur ogästvänliga vi har lärt oss att Venus är, har vi tillbringat större delen av det senaste århundradet med att fästa några av våra största förhoppningar om att hitta tecken på utomjordiskt liv på Mars.

Allt förändrades den här veckan.

I måndags meddelades det en speciell gas som kallas fosfin hade upptäckts i molnen ovanför Venus. Gasen produceras av mikrober här på jorden, och efter att de flesta kända icke-biologiska processer uteslutits har upptäckten förnyat förhoppningar om att det finns liv på Venus. Nu måste vi veta säkert.

För att verkligen komma till kärnan i den här frågan måste vi gå till Venus, säger Paul Byrne, en planetarisk forskare vid North Carolina State University och en självbekänd Venus-evangelikal. I själva verket kan det vara dags att tänka att inte bara om vad nästa uppdrag till Venus ska vara, men hur en helt ny era av Venus-utforskning skulle se ut: en flotta av flera uppdrag som utforskar Venus i samverkan på det sätt som vi för närvarande gör med Mars.

Det finns trots allt bara så mycket du kan göra med markbaserade instrument. Venus är extremt ljusstark, och många av de stora markbaserade teleskopen kan inte observera det ordentligt, säger Sara Seager, en MIT-astronom och en av medförfattarna till den nya fosfinstudien. Denna ljusstyrka, orsakad av den intensiva reflektionen av solljus från dess tjocka moln och framhävd av dess närhet till jorden, förblindar i princip våra instrument från att göra detaljerade observationer av planeten. Det är som att försöka titta på vägen medan en annan bils helljus pekar i din riktning. Rymdbaserade teleskop kan klara sig bättre, men Seager säger att det fortfarande är för tidigt att säga om de kommer att drabbas av samma problem.

Och medan teleskop på jorden kan upptäcka spår av fosfin och andra gaser av intresse, finns det inget sätt att faktiskt avgöra om de produceras av liv eller någon annan exotisk kemi, som vulkanism. Medan Seager och hennes team har helt uteslutet känd naturliga orsaker till fosfin på Venus, kan planeten mycket väl vara hem för geokemi som vi aldrig trodde var möjlig. Att svara på dessa frågor och helt utesluta naturliga förklaringar innebär att vi måste komma nära.

Så låt oss åka till Venus!

Naturligtvis är det lättare sagt än gjort. Temperaturerna på ytan når brännande 464 °C, och trycket är 89 gånger högre än på jorden. Endast Sovjetunionen har framgångsrikt landat på den venusiska ytan – dess Venera 13-landare fungerade i 127 minuter innan den gav efter för elementen 1982. Det är inte lätt att rättfärdiga att spendera hundratals miljoner eller till och med miljarder dollar på ett uppdrag som kan vara över i en fråga om timmar och inte ge oss det vi behöver.

Så en orbiter är den vettigaste starten. Till skillnad från markbaserade observationer kan orbiters titta in i atmosfären och skulle ha bättre tid att observera hur fosfin eller andra potentiella biosignaturer förändras över tiden eller över vilka regioner de är mest koncentrerade. Människor har erfarenhet av sådana uppdrag. Den sista stora Venus-omloppsbanan var ESA:s Venus Express, som studerade Venus i åtta år tills ingenjörer tappade kontakten med den, troligen för att den fick slut på bränsle. För närvarande är den enda rymdfarkosten som utforskar Venus Japans Akatsuki orbiter, som anlände 2015 för att studera planetens klimat och väder. Det gör bra vetenskap, men det har inga instrument som verkligen kan undersöka atmosfärisk kemi och leta efter tecken på organiskt liv.

En orbiter ger också möjligheten att genomföra mer vågade projekt och ge sig ut direkt i molnen. A exempel på returuppdrag kan vara möjligt, där en rymdfarkost flyger in i atmosfären och flaskar upp lite gas för att ta tillbaka till jorden för laboratorieanalys. Byrne noterar att många förslag genom åren har krävt att något ska släppas i atmosfären för att leta efter fler biosignaturer eller till och med organiskt material. För att hålla en sådan plattform i luften så länge som möjligt (potentiellt veckor eller månader åt gången) har ingenjörer föreslagit att bromsa nedstigningen med hjälp av ballonger eller rotorer.

Svåra val

Att försöka hitta liv på en annan planet är dock inte bara en promenad från punkt A till punkt B. Inget enskilt uppdrag till Venus kommer att kunna utföra allt arbete som krävs för att svara på frågan. NASA har redan två blivande Venus-uppdrag på gång. DAVINCI+ är en sond som skulle störta rakt in i Venus atmosfär och studera dess kemiska sammansättning med hjälp av flera spektrometrar under en 63-minuters nedstigning. VERITAS är en omloppsbana som skulle använda en kombination av radar och nära-infraröd spektroskopi för att titta bortom planetens tjocka moln och hjälpa oss att förstå ytgeologin och topografin. Tidigare forskning tyder på att planeten kan ha aktiv vulkanism och en gång kan ha varit hem för grunda hav, men oförmågan att kartlägga ytan optiskt har gjort det omöjligt att verifiera dessa teorier hittills.

Varje uppdrag kan dyka upp intressanta nya ledtrådar som kommer oss närmare att avgöra om det finns liv där, men ingen av dem skulle kunna svara på den frågan på egen hand. När det till exempel gäller fosfin kan DAVINCI+ ha turen att avgöra vilka delar av atmosfären denna gas är koncentrerad i. Men om den produceras på ytan kommer sonden inte nödvändigtvis att ha verktygen för att identifiera platsen . VERITAS kan hitta platsen för konstig geokemi, men utan att faktiskt prova fosfinen direkt i molnen, skulle det inte finnas tillräckligt med bevis för att koppla samman de två mysterierna.

Tänka stort

Byrne är hausse på att vilja se ett omfattande utforskningsprogram för Venus som liknar det vi redan har sett för Mars. På den planeten finns det orbiters som avbildar landskapet, mäter atmosfärisk flykt och kemi och kartlägger vädret. Det finns rovers med uppgift att förstå organiska ämnen på marken och leta efter tecken på liv. Det finns landare som tittar på den inre geologin och mäter planetens seismiska aktivitet.

Föreställ dig ett liknande program på Venus, med flera uppdrag som körs samtidigt. Under ett sådant program skulle både VERITAS och DAVINCI+ arbeta tillsammans med andra uppdrag för att isolera biosignaturer som fosfin och verkligen se om de är bevis på existerande liv eller inte. Jag skulle hata att behöva välja det ena framför det andra, säger Byrne. Men även om vi fick båda, skulle jag fortfarande förespråka fler uppdrag.

Dessa två uppdrag ( plus två andra ) är på väg att få grönt ljus från NASA nästa april. Startfönster till Venus (när planeten är närmast jorden) kommer ungefär var 19:e månad. Om någon av dem väljs, skulle den inte lanseras förrän tidigast 2026, och det skulle ta minst några månader att göra resan.

Andra uppdrag skulle säkert kunna hända – och tidigare. Indiens rymdorganisation diskuterar uppskjutningen 2023 av en Venus orbiter kallad Shukrayaan-1 för att studera atmosfärisk kemi. Nya Zeeland-baserade Rocket Lab vill skjuta upp en liten satellit som heter Photon för en förbiflygning av Venus så tidigt som 2023. Det uppdraget skulle placera ut en liten sond in i den venusianska atmosfären för att samla in data, även om det sannolikt bara skulle bära ett instrument, vilket begränsar omfattningen av eventuell forskning. Byrne påpekar att det kan vara värt att undersöka att bygga ett program av flera billigare uppdrag som Photon snarare än några mycket dyra som DAVINCI+ och VERITAS. Seager säger att hennes omedelbara planer är att leda en uppdragskonceptstudie för ett agilt lågkostnadsuppdrag, i samarbete med Genombrottsinitiativ (leds av den israelisk-ryske miljardären Yuri Milner).

Och även om uppdrag till ytan är svåra att genomföra, har det alltid funnits en ständig ström av förslag på hur man kan förbättra rymdfarkosttekniken för att få landare att hålla längre. En av NASA-forskare, kallad Long-Lived In-situ Solar System Exploration, kräver att man bygger elektronik och hårdvara som tål Venus straffande miljö i upp till 60 dagar. Den typen av landare skulle dock förmodligen inte vara klar förrän nästa decennium.

Även om vi inte hittar tecken på liv på Venus, är det också intressant: det kommer att betyda att Venus och jorden var två planeter som började väldigt lika och slutade med radikalt olika öden. Det väcker fortfarande djupa frågor som behöver besvaras, säger Byrne. Men för att svara på dem behöver vi ett program för att studera planeten.

Dölj