В конце 2020-х годов космические агентства намереваются отправить аппараты к Венере. Частные компании также активно работают над этой задачей: их миссии могут достичь орбиты второй планеты от Солнца, расположенной дальше всех, значительно раньше. Naked Science рассказывает об этих проектах и анализирует, какие факторы могут обеспечить им успех.
Наша ближайшая соседка Венера — загадочное, контрастное и притягательное небесное тело. На ее орбите солнечный свет вдвое интенсивнее, чем на Земле, однако Венера полностью скрыта под облаками, которые отражают 76 процентов солнечного излучения обратно в космическое пространство. Поэтому, несмотря на близость к Солнцу, Венера получает немного меньше его энергии, чем Земля.
Облачная пелена препятствует наблюдению за поверхностью с помощью наземных телескопов, и специалисты, работавшие до начала космической эры, а также писатели-фантасты, не имели возможности узнать, что же там расположено. Их представления включали мир, полностью покрытый тропическими лесами и болотами, где в условиях постоянных осадков перемещаются неспешные гиганты, напоминающие древнюю фауну Земли.
Если бы атмосфера нашей ближайшей планеты была подобна земной, то, скорее всего, именно так и произошло бы.
Разбитые мечты
С началом космической эры оптимизм ученых сменился разочарованием, подобно тому, как исчезает утренняя роса. Астрономы еще со времен открытия Ломоносова догадывались, что венерианская атмосфера массивнее земной, но недооценили ее плотность. Советские исследователи приступили к запуску зондов на Венеру в 1965 году, с каждой неудачей укрепляя их конструкцию, но атмосфера этой планеты раздавливала первые аппараты один за другим.
Наконец, в 1970-м аппарат «Венера-7» первая в истории посадка на Венеру прошла успешно, аппарат достиг поверхности планеты, не получив серьезных повреждений. Он позволил непосредственно зафиксировать параметры окружающей среды: температура достигает 475 градусов Цельсия, а атмосферное давление в 92 раза превышает земное. Содержание водяного пара в атмосфере значительно меньше, чем объем воды в земных океанах, поверхность состоит из обширных участков застывшей лавы, а тускло-оранжечное небо обеспечивает освещенность, сопоставимую с пасмурным днем на Земле.
Наличие плотной атмосферы также способствует поддержанию высоких температур, о чем можно узнать подробнее здесь), венерианская атмосфера также характеризуется парниковым эффектом, вызванным углекислым газом, который является ее основным компонентом. Его концентрация составляет 96,5%, или в 200 тысяч раз превышает аналогичный показатель в земной атмосфере с учетом давления. Сверкающие облака, благодаря которым древние цивилизации воспринимали эту яркую планету как символ любви и красоты, состоят из густой серной кислоты.
Определилось, что венерианские посадочные модули не обнаружат не только венерозавров, но даже и простые формы жизни. Из-за экстремально высоких температур на ее поверхности, а также в атмосфере, находящейся под облаками, никакие земные организмы не смогут там выжить.
По имеющимся сведениям, во время обсуждения результатов, полученных с «Венеры-4», первым аппаратом, достигшим глубоких слоев атмосферы планеты и сообщившим о температуре в 262 градуса Цельсия на отметке 28 километров, один из разработчиков не смог сдержать эмоций.
Чему вы порадовались?! Неужели вы не осознаете, что сегодня мы лишились кого-то в Солнечной системе?! Я так надеялся на Венеру… И вот… Мы остались одни в Солнечной системе, мы абсолютно одни!..
Глеб Максимов — главный разработчик автоматики для космических аппаратов
В результате этих открытий исследования Венеры значительно сократились. Завершились последние миссии, направленные на посадку на планету и изучение её атмосферы достигли нашей ближайшей соседки в 1985 году. После этого на ее орбите работали всего три аппарата — американский Magellan, европейский Venus Express и японский Akatsuki.
Несмотря на кажущуюся очевидность, последующие данные побудили исследователей пересмотреть предположение о полной безжизненности Венеры.
Признаки «невозможного»
Существовала ли Венера всегда безводной? Нет. Исследование состава атмосферы Венеры было обнаружено, содержание дейтерия в атмосфере Венеры в 150 раз выше, чем на Земле. Этот тяжелый изотоп водорода скапливается в атмосфере при испарении воды, уходящей в космос. Такая значительная концентрация свидетельствует о том, что в прошлом на Венере было значительно больше воды (или водяного пара) – примерно столько, сколько содержится в земных океанах.
Действительно ли на Венере могла существовать жидкая вода? Безусловно! Хотя при современных условиях, характеризующихся плотной атмосферой, это исключено, концентрация углекислого газа в атмосфере Венеры сопоставима с его общим содержанием во всех земных карбонатных породах. Если изначально состав Венеры был схож с земным, то в прошлом углекислый газ мог быть связан в карбонаты, и тогда атмосфера была бы значительно менее плотной.
Моделирование климата древней Венеры свидетельствует, более миллиарда лет назад, когда светимость Солнца была значительно меньше, чем сегодня, климат на подобных планетах, вероятно, был еще более прохладным, чем на Земле. Это обусловлено особенностями атмосферной циркуляции на планетах с медленным вращением – например, Венера совершает оборот вокруг своей оси за 243 земных дня, а продолжительность дня на ней составляет 117 земных дней (ночь и день длятся по два земных месяца). Однако, впоследствии произошли изменения: атмосфера стала более плотной, в нее начали поступать водяной пар и углекислый газ, что привело к усилению парникового эффекта.
Первоначальный нагрев спровоцировал негативную цепь событий: гипотетические океаны вышли из-под контроля, карбонаты высвободили весь углекислый газ, который они удерживали, и Венера стала планетой, подвергшейся сильнейшему выгоранию.
Некоторые особенности рельефа Венеры, возможно, сохранили информацию о периоде ее более мягкого климата. Радиолокационное зондирование поверхности и исследование ее излучательной способности в инфракрасном диапазоне зондами Magellan и Venus Express показали, что полями застывшей лавы покрыта не вся планета. Венерианские тессеры, возвышенные участки поверхности, по морфологии и минеральному составу напоминают остатки континентов, деформированные литосферными процессами. Подобные формы рельефа могли сформироваться в результате тектонических явлений на планете, имеющей океаны (см. также третий раздел этой заметке).
Что, если жизнь на Венере так и не возникла? Это не станет трагедией, поскольку планета могла быть пригодной для жизни. Есть немало недостаточно изученных работ, посвященных исследованию и моделированию перемещения вещества между планетами во время астероидной бомбардировки. Удары астероидов выбрасывают в космос значительное количество горных пород, и некоторая часть этого материала достигает других планет. Одноклеточные организмы и их споры способны пережить подобное путешествие и закрепиться на другой планете — этот рассматриваемый и вероятный механизм распространения жизни между планетами называется литопанспермией.
Действительно, если на Земле обнаруживаются метеориты, происходящие с Марса, то на Марсе и Венере, вероятно, существует большое количество метеоритов земного происхождения. За миллиарды лет на нашу планету обрушалось множество крупных астероидов — один только Чикшулуб выбил в космос сотни миллионов тонн земных скал, насыщенных микроорганизмами. Поэтому земная жизнь вполне могла пустить побеги на Венере, а еще на Марсе и везде, где могла прижиться.
Около 3,2–3,8 миллиарда лет назад в Солнечной системе наступил такой период, когда три ближайшие друг к другу планеты – Венера, Земля и Марс – могли одновременно иметь умеренный климат. На Земле, несомненно, существовала жизнь. В то время астероидные столкновения были гораздо более частыми, чем сейчас, что делало литопанспермию вполне вероятным механизмом для объединения биосфер этих планет в единую систему.
Хорошо, Марс – это понятно, – возразит читатель, – но что насчет венерианской биосферы? Не должна ли она остаться в прошлом? Однако ситуация не столь однозначна. Венера раскалена лишь в нижних слоях атмосферы. Подобно Земле, с увеличением высоты температура снижается на несколько градусов, и в облаках Венеры существует слой, где показатели схожи с земными, а давление лишь немного ниже земного.
Изначально вулканический сернокислотный состав облаков препятствовал выдвижению предположений об их пригодности для жизни. Однако, в процессе изучения венерианской атмосферы как с Земли, так и с помощью орбитальных станций, были выявлены необъяснимые и заслуживающие внимания процессы.
В умеренном слое облаков наблюдается интенсивное поглощение ультрафиолетового излучения Солнца, которое не может быть объяснено присутствием известных газов в атмосфере Венеры. Однако, спектр поглощения напоминает то, что наблюдается при взаимодействии ультрафиолета с некоторыми земными микроорганизмами. Области поглощения характеризуются изменчивостью: они перемещаются вместе с облаками, исчезают и вновь возникают, подобно цветению водорослей в океане.
Примеси, присутствующие в атмосфере, такие как диоксид серы, угарный газ, кислород, аммиак, сероводород и другие соединения, характеризуются низкой совместимостью. В их составе присутствуют окислители и восстановители, а также кислотные и основные вещества. Совместное нахождение этих газов в атмосфере (даже в незначительных концентрациях) обуславливает необходимость протекания сложных, нестабильных процессов, непрерывно поддерживающих концентрацию каждого из них. Недавнее исследование атмосферы Венеры показало наличие в ней фосфина – ядовитого соединения фосфора с водородом (PH 3, в незначительных количествах присутствуют анаэробные организмы, однако на каменистых планетах их получение другими методами представляет значительную трудность.
Фосфин и другие биосигнатуры
С тех пор как в начале XXI века количество открытых планет, вращающихся вокруг других звезд, достигло сотен и тысяч, ученые начали активно искать способы обнаружения жизни на тех мирах, которые в ближайшем будущем не подлежат непосредственному изучению. Для этого необходимо анализировать состав их атмосфер, который можно определить с помощью спектроскопических методов.
В результате тщательного анализа потенциальных компонентов атмосферы были определены несколько веществ, которые можно рассматривать как биосигнатуры – молекул или комбинаций молекул, маловероятно встречающихся на нежизнеспособных планетах и потенциально обнаруживаемых посредством спектроскопических наблюдений из Солнечной системы. Проблема биосигнатур является сложной и допускает различные интерпретации; более подробную информацию по данному вопросу можно найти, например, здесь. Сочетание кислорода с метаном и фосфин считаются одними из наиболее перспективных спектроскопических биосигнатур для анализа атмосфер скалистых планет.
Перед тем, как начать поиск признаков жизни на экзопланетах, исследователи совершенствовали способы выявления биосигнатур на планетах, входящих в Солнечную систему. Благодаря достаточно обширным сведениям об их атмосферах, стало возможным детально изучить потенциальные источники ошибочных показаний. И каким же было их изумление, когда они обнаружили, что на Венере обнаружен фосфин (подробности этого открытия представлены тут)
Со временем эти данные побудили ученых предположить, что венерианские облака, даже с их высокой кислотностью, способны поддерживать жизнь в виде микроорганизмов, похожих на земные бактерии, которые иногда обнаруживаются в верхних слоях атмосферы нашей планеты. В земной стратосфере тоже встречаются и капельки серной кислоты, и бактерии, поднятые ветрами с поверхности.
Если бы условия на поверхности Венеры стали непригодными для жизни, она могла бы переместиться в верхние слои атмосферы и сохраниться там. Однако, даже сейчас кислотность венерианских облаков выше, чем в самых кислых земных экосистемах.
В случае обнаружения жизни на них, это открытие кардинально изменит наше понимание того, насколько живые существа способны адаптироваться. Кроме того, ее исследование позволит лучше понять не только ключевые аспекты возникновения и распространения жизни, но и историю развития планеты.
В последние годы наблюдается значительный рост интереса к изучению Венеры, и в настоящее время запланировано проведение сразу четырех крупных исследовательских миссий. К ним присоединился еще один весьма перспективный проект, и в дальнейшем мы расскажем о «новой волне» космических аппаратов, которые вскоре отправятся ко второй планете Солнечной системы.
Миссии NASA — VERITAS и DAVINCI+
Начнем с космического аппарата VERITAS, запланированный к запуску в 2028 году. В качестве приоритетных задач будут выступать радиолокационное картирование и получение изображений поверхности Венеры при помощи радара с синтетической апертурой с разрешением до 15-30 метров. Таким образом, он станет преемником аппарата «Магеллан», который провел аналогичную съемку с разрешением 300 метров в начале 1990-х.
VERITAS позволит выявить все изменения, зафиксированные на поверхности Венеры после миссии «Магеллан», и, возможно, даже регистрировать новые сдвиги в режиме реального времени. Для этого аппарат будет проводить повторные измерения рельефа, благодаря которым можно будет отслеживать изменения высот с точностью до 1,5 сантиметра. Таким образом, VERITAS предоставит веские доказательства относительно существования и интенсивности современной геологической активности на Венере.
VERITAS также получит систему мультиспектральной съемки, работающую в ближнем инфракрасном диапазоне и использующую инфракрасные « окна прозрачности» определить типы горных пород (базальты, граниты и другие группы) и составить карту их распределения на поверхности можно, изучая их отражательную и излучательную способности в указанных диапазонах длин волн.
Кроме того, VERITAS впервые создаст детальную карту гравитационного поля Венеры, что позволит уточнить сведения о ее внутреннем строении: свойствах и толщине основных слоев, а также особенностях литосферы. Для этого на борту аппарата будут размещены атомные часы, с их помощью исследователи смогут с исключительной точностью фиксировать его орбитальную траекторию и исследовать гравитационный потенциал, основываясь на зафиксированных отклонениях.
DAVINCI+ запустят несколько позднее, в 2029-2030 годах, он станет первым аппаратом почти за полвека, который достигнет поверхности Венеры (в рабочем состоянии). Он осуществит спуск на одну из тессер — предполагаемых остатков венерианских континентов — и проведет ее детальную аэрофотосъемку.
Главная цель миссии DAVINCI+ – детальное изучение химического состава и характеристик нижней атмосферы Венеры в процессе постепенного снижения через нее. Для реализации этой задачи на зонд установлен компактный газовый масс-спектрометр, а также лазерный спектрометр с регулируемой длиной волны, схожий с прибором, используемым на марсоходе Curiosity. Эти приборы позволят обнаружить даже незначительные составляющие атмосферы в крайне малых количествах, а также определить ее изотопный состав, что даст ценную информацию о происхождении и развитии атмосферы планеты.
На борту орбитального аппарата, предназначенного для доставки спускаемого аппарата DAVINCI+ к Венере и передачи полученных данных на Землю, будет размещена мультиспектральная камера. Она будет выполнять съемку в областях, соответствующих прозрачности атмосферы, и предоставит дополнительные сведения, которые соберёт VERITAS.
Европейское космическое агентство реализует миссию под названием EnVision
Запланированный на 2031 год старт этой флагманской экспедиции, посвященной исследованию поверхности и атмосферы Венеры, позволит расширить и дополнить возможности космических аппаратов NASA. Аппарат EnVision будет оборудован двумя радарами. Один из них будет аналогичен радару VERITAS (что неудивительно, поскольку на этапе планирования не было известно о запуске обеих исследовательских станций NASA), а другой, работающий в длинноволновом диапазоне, позволит заглянуть под венерианскую стратиграфию и свойства подповерхностных минералов.
Другие инструменты проведут комплексные спектроскопические исследования с орбиты, охватывающие диапазон от ультрафиолетового излучения до инфракрасного. Программа EnVision включает в себя широкий круг задач: анализ динамики примесей в атмосфере Венеры и изменений, происходящих на её поверхности, изучение климата планеты, поиск признаков вулканической активности и исследование минералогического состава поверхности.
С помощью ультрафиолетового спектрометра будет исследовано, как ультрафиолетовый поглотитель проявляет себя в облаках, включая его свойства, распространение и изменения во времени.
«Венера-Д»
Российские ученые, занимающиеся исследованием космоса, также намереваются внести свой вклад в изучение Венеры. Космический аппарат « Венера-Д» («Миссия «Д» (долгоживущая) запланирована к запуску в конце 2029 года и, в соответствии со своим названием, должна доставить на Венеру посадочный модуль, который сможет функционировать на поверхности планеты более продолжительное время, чем предыдущие аппараты.
Этот аппарат не является конкурентом зонду NASA, предназначенному прежде всего для изучения атмосферы и аэрофотосъемки. Основная задача DAVINCI+ – точный непосредственный анализ состава атмосферных газов, а вот достигнет ли он поверхности и как долго проработает на ней – покажет время. «Венера-Д», в свою очередь, создана для продолжения и развития достижений советских ученых непосредственно на поверхности планеты.
В рамках проекта предусмотрено создание спускаемого аппарата, который должен совершить посадку в горной местности Тессера и функционировать на ее поверхности не менее трех часов. Он осуществит непосредственный и точный химический, минералогический и радиологический анализ горных пород – то есть выполнит те задачи, которые невозможны с орбиты или с воздуха.
Один из планируемых приборов — импульсный нейтронный гамма-спектрометр — будет использовать импульсный источник нейтронов, являющийся оригинальной российской разработкой и установленный на марсоходе Curiosity (там он занимается поиском водорода, скрывающегося в почве, но сам принцип пригоден и для измерения содержания других элементов).
Во время подъема к поверхности аппарат проведет исследование атмосферы. В рамках этой работы будет изучено содержание аэрозолей в среднем и нижнем слоях, где предыдущие спускаемые аппараты обнаруживали таинственные частицы необычной формы.
Учитывая текущую ситуацию, реализация планов связана с определенными рисками, и остается неясным, в какой форме и когда состоится данная экспедиция. В качестве альтернативы рассматривался посадочный модуль, рассчитанный на 90 земных суток работы, который, помимо прочего, должен был провести исследования в области сейсмологии Венеры и продемонстрировать технологии, способные обеспечить длительную работу на наиболее экстремальной поверхности в Солнечной системе.
Благодаря своей траектории «Венера-Д» обладает еще одним преимуществом. Прямой перелет к Венере занимает месяцы, однако для достижения минимального расхода топлива (или, что то же самое, максимальной доставляемой массы с учетом используемой ракеты-носителя) запуск должен осуществляться в определенное «стартовое окно». Дата прибытия к Венере также оказывается строго предопределенной».
Из-за крайне медленного вращения Венеры вокруг своей оси и того факта, что вход в атмосферу осуществляется по касательной, для каждой даты запуска доступны лишь ограниченные области поверхности. Отклонение от этих участков, при сохранении прямолинейной траектории, влечет за собой необходимость отклонения от оптимального маршрута и значительно увеличивает потребление топлива.
«Венера-Д» сначала совершит облет Венеры и совершит у нее гравитационный маневр, который отправит аппарат на дополнительный оборот вокруг Солнца. Его параметры — а значит, и доступные «на финише» области посадки — можно выбирать в очень широких пределах. В этом одно из главных свойств гравитационных маневров: малый сдвиг траектории пролета существенно меняет всю последующую траекторию.
Траектория движения до маневра практически не меняется и остается очень близкой к оптимальной, поэтому использование ранее недоступных мест посадки не потребует дополнительных затрат топлива или уменьшения массы аппарата и его полезной нагрузки.
Индийская миссия «Шукраян-1»
Недавно Индийское космическое агентство добилось выдающегося достижения: в 2013 году оно осуществило запуск на орбиту собственного космического аппарата « Мангальян». Он достиг Марса с первой попытки, что ранее не поддавалось повторению, и успешно справился с поставленной задачей, при этом общая стоимость проекта составила 73 миллиона долларов. «Мангальян» стал самой экономичной экспедицией к Красной планете в истории космонавтики, если учитывать инфляцию).
Не вызывает удивления позиция индийцев, которые не намерены оставаться в стороне: в декабре 2024 года они планируют отправить к Венере устройство под названием « Шукраян-1». О назначении этого устройства известно немного, однако, исходя из перечня планируемого оборудования, можно предположить, что оно будет исследовать изменения в атмосфере и процессы ее потери в космосе, а также проводить радиолокацию поверхности с высоким разрешением.
А как же жизнь?
Проекты космических агентств производят сильное впечатление, особенно если учитывать полувековой период затишья. В 2030-х годах, скорее всего, мы получим ответы на все актуальные вопросы о планете Венеры, касающиеся ее геологии, метеорологии и эволюции… За исключением одного.
Как становится очевидным, экзобиологи могут воспринимать эти возможности с досадой. Четыре крупные миссии, запуск которых не состоится раньше конца десятилетия, одна из которых во многом повторяет две другие — и ни одна не будет посвящена непосредственно поиску жизни. Частные компании, которые давно планировали исследования ближайших небесных тел, оценили ситуацию и приняли решение: не стоит ходить вокруг да около. Необходимо отказаться от задержек и отправиться в полет прямо сейчас.
Venus Life Finder: прямой доступ к облакам
Проект был разработан группой ученых, среди которых известные специалисты по экзопланетам Сара Сигер из Массачусетского технологического института и Дэвид Гринспун из Института наук о планетах Venus Life Finder. Основная задача заключается в поиске признаков жизни в атмосфере Венеры. Недавно они получили поддержку частной компании Rocket Lab и начали активную фазу реализации проекта.
Rocket Lab обеспечит финансирование для разработки первого устройства в рамках программы, а также предоставит ресурсы для запуска и выведения на орбиту — ракету Electron и платформу Photon. Полная информация о проекте Venus Life Finder доступна для ознакомления здесь, его работы послужили ценным источником при создании этой статьи.
Из-за того, что грузоподъемность ракеты значительно меньше, чем у тяжелых носимых систем, и приоритет отдается скорости, космический аппарат необходимо сделать компактным. Вместо использования множества высококлассных приборов, разработчики рассчитывают на его собственные возможности и находчивость. У команды Venus Life Finder их достаточно. После проведения предварительных исследований и разработки проекта они определили, что смогут уложиться в массу, которую ракета сможет вывести в космос, в 20 килограммов, и запланировали запуск на 2023 год.
Чтобы подтвердить основную мысль, исследователи осуществили четыре эксперимента, отличающихся изяществом, простотой и взаимодополняемостью. Описание всех четырех представлено ниже, поскольку оно является важным.
Научное обоснование перспектив поиска жизни в атмосфере Венеры
Определение биологических молекул и их составляющих возможно по их флуоресцентным свойствам, что и является основой рабочего метода Venus Life Finder. Способен ли этот метод функционировать в атмосфере Венеры? Исследователи помещали биомолекулы в серную кислоту, воспроизводя условия, характерные для облаков этой планеты, и установили, что их флуоресценция сохраняется даже при концентрации до 70%.
Способны ли биологические структуры сохранять стабильность в условиях высокой кислотности? Исследователи изучили устойчивость липидных мицелл, отличающихся по составу. Земные клетки в подобных средах, безусловно, деградируют, однако эксперимент продемонстрировал, что определенные альтернативные липиды способны формировать мицеллы даже в 70-процентной серной кислоте. Следовательно, основной структурный компонент земной жизни потенциально может существовать и в атмосфере Венеры.
Макромолекулярные компоненты, из которых состоит земная жизнь, не выдерживают воздействия концентрированной серной кислоты. Известно каждому химику, насколько эта кислота агрессивна, однако исследователи подошли к вопросу очень тщательно. Они установили, что белки, углеводы и нуклеиновые кислоты земных организмов, не сталкивавшихся в ходе эволюции с 70-процентной серной кислотой, быстро разрушаются в ней и не способны загрязнять оборудование и атмосферу Венеры.
В завершение, участники команды проекта провели повторное тестирование Миллера — Юри в среде, имитирующей облака Венеры. В этом эксперименте смесь газов, содержащая метан, аммиак, водород и угарный газ, помещается в замкнутый размешиваемый объем, содержащий также воду, и подвергается действию электрических разрядов. Через какое-то время в смеси появляются аминокислоты — структурные единицы белков и другие простые биомолекулы. Теперь же ученые обнаружили, что это происходит и в присутствии концентрированной серной кислоты.
Эксперимент не является доказательством того, что жизнь могла возникнуть в облаках Венеры, а не быть доставленной туда с поверхности планеты. Даже если из простых молекул формируются более сложные соединения, они, вероятно, существенно отличаются от земных биомолекул, поскольку предыдущие исследования продемонстрировали их нестабильность в венерианских облаках. Тем не менее, полученные данные подтверждают концепцию «обитаемой зоны» в атмосфере Венеры. Эта среда не столь враждебна, как принято считать; иначе органические молекулы в ней бы разрушались, а не синтезировались.
Следует особо выделить третий пункт, поскольку это ключевой аспект при изучении планет. Основным барьером в поиске жизни на Марсе является риск загрязнения планеты и измерительного оборудования земными организмами. Поскольку результаты исследований, проведенных на другой планете, невозможно повторно проверить, ученые прилагают все усилия, чтобы быть уверенными, что будущие открытия не были доставлены на Марс вместе с марсоходом.
Помимо этого, предпринимаются усилия, чтобы предотвратить перенос земных организмов на Марс, хотя концепция литопанспермии ставит под сомнение обоснованность такого подхода. Перед отправкой на Красную планету марсоходы проходят многоступенчатую и тщательную процедуру стерилизации. Что касается Венеры, то, как выяснила группа Venus Life Finder, необходимость подобных мер отсутствует.
Именно так выглядит нестандартный подход к решению задач!
После тщательного анализа целесообразности проекта, ученые создали универсальный прибор для регистрации клеток в аэрозольных частицах и определения их характеристик. Это флуоресцентный нефелометр – устройство, которое подвергает частицы аэрозоля воздействием ультрафиолетового лазера. Детектор прибора будет фиксировать интенсивность рассеяния лазерного излучения на частицах, что позволяет установить их размер, форму и структуру, а также зарегистрировать флуоресценцию.
Сравнительный анализ полученных данных будет проводиться на основе эталонных показателей, полученных в лабораторных исследованиях на Земле, с использованием биомолекул и мицелл в серной кислоте. Подобные устройства могут быть изготовлены в компактном исполнении, что позволит снизить массу спускаемого аппарата, включая прибор и систему связи, до одного килограмма. Информация об общей стоимости запуска и разработки пока не разглашается, однако стоимость ракеты «Электрон» на данный момент составляет приблизительно 7,5 миллиона долларов.
Послесловие
Становится очевидным, что конструкция зонда и подготовка к его запуску требуют внесения двух дополнений.
Прежде всего, современные цифровые оптические микроскопы обладают возможностью быть чрезвычайно компактными, их вес может составлять всего около десяти граммов. Разработчики рассматривают возможность установки камеры на первый зонд, однако пока не решили вопрос о ее наличии и задачах. Тем не менее, такое устройство может оказаться полезным. Химические процессы, происходящие в венерианских облаках и в атмосфере, находящейся под ними, не имеют аналогов на Земле, поэтому исключать вероятность неожиданных источников ложных срабатываний не представляется возможным.
Какие доказательства могут быть убедительнее, чем серия микрофотографий частиц аэрозоля, содержащих клетки и прилипших к стеклу? И насколько горьким может оказаться открытие спустя годы, что в аэрозоль попадают кристаллы какого-то «неожиданного» вещества, которое не могло бы существовать в земной окислительной среде, и которое вызывает как «биологическую» флуоресценцию, так и несферическую форму капель?
Вторым важным фактором является обилие ультрафиолетового излучения в солнечном свете, достигающем облаков Венеры. Без этого мы бы не смогли зафиксировать наличие ультрафиолетового поглотителя. Подробные спектроскопические исследования Венеры с использованием мощных земных телескопов могут позволить выявить не только поглощение, но и флуоресценцию ультрафиолетового поглотителя, обнаружив ее в отраженном солнечном свете – что позволит более тщательно подготовиться к будущим экспериментам, проводимым непосредственно в атмосфере Венеры.
В процессе реализации проекта исследователи намереваются отправить к другой планете комплекс аппаратов. Каждый из них будет запущен вскоре после окончания работы предыдущего и с учетом полученных данных. В последующих запусках предусмотрены аэростатные зонды, рассчитанные на работу до двух недель, которые будут оснащены приборами для высокоточного изотопного и элементного анализа, включая лазерный спектрометр с перестраиваемой частотой и миниатюрный оптический эмиссионный спектроанализатор.
В качестве амбициозной цели обозначена доставка образцов из атмосферы Венеры на Землю. Для реализации этой задачи планируется запуск небольшой ракеты с образцами с аэростата, расположенного в верхних слоях атмосферы. Следует подчеркнуть, что аэростатный запуск является перспективным и на Земле – он позволяет выводить на орбиту очень небольшие грузы («наноспутники»), что является достаточно затратным при запуске с поверхности по отдельности.
Вероятно, темп изучения Солнечной системы вновь ускорится и превзойдет скорость, характерную для космической гонки, благодаря работе увлеченных ученых и небольшой частной космической фирмы.