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在金星上发现可能出现生命迹象之后,人类未来怎样探索金星

2020-09-25新闻13

随着最近发现金星上可能出现生命迹象,在未来,我们会看到越来越多的新任务飞往金星。这些下一代机器人探险家可能需要比过去的金星探险家采取更多的预防措施。

在金星上发现可能出现生命迹象之后,人类未来怎样探索金星

多年来,已经提出了许多对金星的任务,但在过去的三十年中实际上很少出现。现在,这种情况可能会改变,因为人类找到了再次访问金星的最令人信服。天文学家在行星的硫酸云中发现了一种气体磷化氢,他们无法真正解释其存在的原因。磷化氢是由一些微小的生命形式产生的,因为我们知道它是由地球上的微生物产生,或者这是一种我们从未见过的奇怪的新型化学物质。

这两种情况都令人着迷,美国宇航局官员已经暗示,一些拟议的对金星云的飞行任务可能很快就会获得批准。如果确实执行了这些任务,行星科学家可能需要格外小心,以避免对该系统造成任何潜在的生物污染。如果目标是确定金星上是否存在或不存在外星生命,那么我们将要特别确定我们可能在那里发现的任何可能的生命,而不是从地球上搭便车的微生物。金星的极端环境可能会使这些行星保护工作变得棘手。

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加利福尼亚州立理工大学的生物化学家拉克什·莫古尔(Rakesh Mogul)告诉我们:“如果有人提出一个可以在云层上方盘旋的长期空中平台,我认为这会很有趣。” 莫古尔研究重点是极端的微生物生命,他提出了一种在金星上生存的方法。“您如何防止污染环境?有潜力吗?那没有潜力吗?”莫古尔说。

宣布膦化氢的时间是非常偶然的,因为美国宇航局将选择新的行星飞行任务作为其发现计划的一部分,这是一项派遣小型机器人航天器探索太阳系各个部分的计划。 2月,NASA选择了四个任务概念作为该计划的决赛入围者,以考虑获得最新一轮资金。

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两位入围者——称为DAVINCI?和VERITAS——提议前往金星。VERITAS将发送一个探测器到金星轨道并绘制其表面图,而DAVINCI?将发送一个探测器穿过行星大气层。该探测器将在下降过程中采集空气样本,从而可能告诉我们更多有关云层中残留的信息。"我敢打赌,它们将有能力寻找这个新公布的材料的存在证据。”国家航空和航天博物馆的行星地质学家吉姆·津贝尔曼(JimZimbelman)对《Verge》说。

不能保证美国宇航局会选择金星飞船作为入围者,但美国宇航局高级官员已经表示,他们正在关注这一消息。美国国家航空航天局局长吉姆·布莱登斯汀(Jim Bridenstine)在有关磷化氢发现的推文中写道:“是时候优先考虑金星了。”但是,布莱登斯汀后来澄清说,发现计划的最终任务尚未确定。他在博客文章中写道:“毫无疑问,美国宇航局科学任务部将很难评估和选择这些极具吸引力的目标和任务,但我知道这个过程将是公平和公正的。”

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即使金星任务中的一个或两个都向前推进,它们也可能不足以真正确定磷化氢检测的来源。还提出了更雄心勃勃的飞行任务——特别是金星旗舰飞行任务概念,该概念设想派遣三个轨道器,一个着陆器和一个气球漂浮在高层大气中,以更好地表征存在的化学物质。该任务构想甚至在磷化氢检测之前就已设计出来,可以潜在地提供有关大气层以及这些神秘气体背后的原因的长期细节。“如果您想了解金星云层,就必须在云层中闲逛。” 卫斯理大学的行星地质学家玛莎·吉尔摩(Martha Gilmore)表示,“我们执行任务的气球可以生存60天。”

如果有人要把气球送入金星云层,那就提出了另一个问题:需要采取何种预防措施? 在探索太阳系时,美国国家航空航天局(NASA)和其他太空机构都遵循被称为“行星保护”的概念,即避免在我们的宇宙邻居中交叉污染世界的想法。不要将地球生命带到其他星球,也不要将生命从其他行星(如果存在)带到地球。根据行星保护准则,行星被划分为不同的类别,这与科学家要把宇宙飞船送到那里必须采取的清洁措施和预防措施有关。 目前,前往金星的飞行任务被视为II类,这意味着太空船极有可能污染金星并危及未来的调查。

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但是,莫古尔(Mogul)认为,这一发现可能意味着是时候采取一些额外的预防措施,以便将来执行对金星的任务了。到目前为止,研究人员大多数都同意,无论我们从地球发出的搭便车孢子,都可能无法幸免下降到金星,因为金星的表面温度飙升至近华氏900度,硫酸云的酸性是地球上任何环境的数十亿倍。

随着磷化氢的发现,对任何小型旅行者的耐用性的评估可能会改变。“它们能在酸洗中幸存吗?我认为它们可能会做到。”莫古尔说,“然后,一旦它们找到了一个可居住的区域,比如说在中低层云中的某个地方,它们是否可以成为营养细胞然后变得活跃?我认为是有可能会这样的。如果我们要寻找可居住性,那么我们应该考虑污染环境的可能性。”

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但是,可能要过一段时间,NASA才会向金星发送大型机器人任务。“旗舰任务既庞大又昂贵。” 津贝尔曼说,“它们的价值在数十亿美元之间,而美国宇航局很幸运地做到了这十年之一。”在过去的十年中,美国宇航局已经在执行两项重大的行星科学任务:一架名为“毅力号”的火星车正在前往火星,另一艘将在2020年代中期发射升空以探索木星冰冷的木卫二的航天器。

NASA最终根据每十年发布的一份综合报告(十年调查)来选择最大的任务。这是一份冗长的文件,由世界各地的行星科学专家撰写,他们提出了他们认为对NASA资助最重要的任务的愿望清单。吉尔摩(Gilmore)和她的团队在去年下半年提交了金星旗舰任务的想法,估计这个概念的价格约为37亿美元。在接下来的几个月和几年中,制作“十年调查”的科学家将研究所有不同的意见书和设计概念,并听取社区成员的意见,以听取他们对应该优先考虑的问题的看法。在考虑这些因素时,磷化氢的发现可能会提升吉尔摩及其团队的工作水平。

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“我们对金星旗舰任务是使它升至十年内最优先级任务,”吉尔莫尔说,“ NASA最大的任务之一就是在太阳系中找到生命。通过磷化氢检测,将金星置于我们必须认为适合居住甚至有人居住的行星范围。”

十年的过程将花费很长时间,并且可能会出现更多的信息,使科学观点朝另一个方向摇摆。同时,仍在进行工作以确认这种可检测到的磷化氢,这项研究不需要执行新的NASA任务。Breakthrough Initiatives正在研究磷化氢可能来自何处,并正在研究探索金星的方法,以了解有关该气体起源的更多信息。印度和俄罗斯已经在进行其他金星任务。甚至在发现磷化氢之前,美国公司Rocket Lab一直非常热衷于2023年将航天器送入金星。现在,该公司负责人表示,其金星任务也可以设计为寻找那里的生命迹象。

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很明显,到目前为止,所有人的目光都集中在金星上。无论人类如何探索金星,我们将越来越了解金星。

#科学

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