Планета Венера

14 сентября ученые объявили, что в верхнем облачном слое Венеры, на высоте 50-65 километров над поверхностью, где условия напоминают земные, они обнаружили следы фосфина (соединение фосфора и водорода, РН3) — ядовитого газа, который на Земле производят анаэробные бактерии. Известно, что эти бактерии могут жить и получать энергию даже без кислорода.

Открытие было сделано при помощи инфракрасного телескопа Джеймса Кларка Максвелла на Гавайях и комплекса радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама. В 2020 году исследователи представили результаты своей работы в журнале Nature. 

Фосфин в атмосфере Венеры
Фото: ESO / M. Kornmesser / L. Calçada & NASA / JPL / Caltech / Венера и молекулы фосфина в ее атмосфере в представлении художника

Стоит отметить, что фосфин в атмосфере Венеры — это скорее предположение, чем факт. Теперь необходимо подтвердить наличие этого газа на планете, что с Земли сделать нереально, потому что нужны пробы. Специалисты уже начали рассматривать варианты отправки к “утренней звезде” целой флотилии космических кораблей. Такой интерес научного мира к Венере вполне объясним. Фосфин, наряду с кислородом и метаном — “биомаркер”, потенциально указывающим на наличие жизни.

«Органические вещества, так называемые “кирпичики жизни”, ученые находят в космосе довольно часто: в протопланетных облаках, в околозвездных областях. Это указывает на то, что жизнь во Вселенной должна быть распространена, — объясняет в одном из своих видео Кирилл Масленников, астроном Пулковской обсерватории. — Но в чем разница? То, что находили до сих пор — это именно строительный материал, из которого жизнь может либо получиться, либо нет. А фосфин — продукт жизнедеятельность — результат существования жизни».

В настоящее время исследователи считают, что в природе фосфин появляется только благодаря жизнедеятельности аэробных бактерий, по крайней мере, такое утверждение верно для нашей планеты. Химические лаборатории по всему миру уже исследуют возможные пути производства фосфина неорганическим путем, чтобы понять, может ли “неживое” вырабатывать этот газ в атмосфере. 

Однако даже если ученые и найдут другие способы образования фосфина, это не будет означать, что подобные процессы характерны и для Венеры. 

Наблюдения с Земли

В облаках Венеры экстремально кислая среда, поэтому фосфин в ней быстро разрушается. Чтобы спектральные линии этого газа в атмосфере были устойчивыми, необходимо, чтобы там происходили процессы, которые бы постоянно генерировали фосфин в количествах, достаточных для обнаружения. 

Снимок Венеры
Фото: NASA / Снимок Венеры, сделанный аппаратом Pioneer Venus Orbiter

Приборы телескопов показали содержание фосфина в облаках Венеры около 20 молекул на миллиард. Оказалось, что темпы производства фосфина земными сообществами анаэробных бактерий и потенциальными «венерианскими» примерно одинаковые.

Наземные телескопы позволили ученым обнаружить лишь одну спектральную линию поглощения этого ядовитого газа на длине волны 1,123 мм. Вблизи этой длины не так много линий поглощения от молекул других химических веществ, которые могут встречаться в атмосфере, что вселяет уверенность в результат. Однако, чтобы доказать наличие фосфина на Венере, необходимо найти другие его линии поглощения в венерианской атмосфере, только наземными телескопами сделать это невозможно. 

«Земная атмосфера, толщина облачного слоя Венеры — все это затрудняет дистанционное исследование планеты. Необходимы прямые наблюдения, которые бы позволили обнаружить сразу несколько длин волн, на которых молекула фосфина поглощает свет», — говорит Джейн Гривз из Кардиффского университета, один из руководителей проекта.  

Кто собирается отправить зонды на Венеру

Сразу же после публикации результатов исследования несколько космических держав рассказали о планах отправить к Венере свои аппараты. 

США

NASA сообщило, что два из четырех финалистов программы Discovery, зонды DAVINCI + и VERITAS, могут полететь к соседке Земли в 2026 году. 

Миссия VERITAS — это орбитальный аппарат, который займется составлением трехмерной карты поверхности Венеры и изучением ее геологической истории. На борту станции будут установлены научные приборы высокого пространственного разрешения и спектрографы. По словам ученых, последние инструменты, скорее всего, не будут иметь достаточного спектрального разрешения, чтобы обнаружить фосфин.

DAVINCI + будет представлять собой спускаемый аппарат, который определит состав атмосферы планеты во время медленного спуска на поверхность. 

«Зонд будет оборудован лазерным спектрометром, который теоретически позволит обнаруживать фосфин», — говорит Дэвид Гринспун, один из участников проекта. 

Некоторые эксперты отмечают: чтобы обнаружить фосфин в атмосфере Венеры, аппараты должны будут провести там достаточно длительное время, а это не простая задача, учитывая “враждебные” условия планеты. Потребуются инженерные хитрости. Отличным решением проблемы могут стать аэростаты, наподобие тех, что в 1980-х годах использовал СССР в миссии по исследованию Венеры “Вега”. Правда, тогда советские космические аппараты продержались всего несколько дней.  

В 2009 году NASA рассказало об аэростатном зонде миссии Venus Flagship Mission Study, который сможет находиться в венерианской атмосфере до двух месяцев. Проект еще не одобрили, но если в ближайшее время агентство его утвердит, то зонд сможет отправиться к Венере в 2030-х годах.

Россия

15 сентября глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин анонсировал программу исследования Венеры, состоящую из нескольких миссий. По словам представителей корпорации, ближайший полет  российского аппарата состоится не ранее 2027 года. Правда, детали миссии в Роскосмосе не раскрыли. 

Европейский союз

В начале 2030-х годов ESA планирует отправить к Венере зонд EnVision, который будет оборудован масс-спектрометром — прибором для анализа органических и неорганических соединений в атмосфере планеты. Правда, научный руководитель миссии Колин Уилсон из Оксфордского университета, считает, что этот инструмент вряд ли сможет обнаружить фосфин.

Орбитальный аппарат EnVision
Фото: ESA / Орбитальный аппарат EnVision в представлении художника

«Концентрация фосфина там крошечная, всего 0,000002% атмосферы планеты. Мы, конечно, попробуем «увидеть» этот газ, но нужно понимать, что наша миссия преследует немного другие цели».

Когда полетят первые аппараты

Скорее всего, первый аппарат к Венере в XXI веке отправит NASA. Это будет миссия DAVINCI + в 2026 году, если агентство ее одобрит. 

Однако немного раньше к планете свои зонды могут запустить частные компании. Например, о таких планах объявила американо-новозеландская ракетостроительная фирма Ro cket Lab. Сейчас компания испытывает модифицированную версию разгонного блока Photon, который доставит к Венере 37-килограммовый атмосферный зонд. Зонд будет небольших размеров, на своем борту он сможет нести всего 1-2 научных прибора. Работать над созданием этих инструментов Rocket Lab будет совместно с учеными, сделавшими открытие. 

Частная компания собирается отправить миссию к Венере в 2023 году.  

Автор иллюстрации: Демьян Карпунов

Подписывайтесь на наши соцсети: Twitter, Facebook, Telegram

Читайте нас в Google Новостях

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Источник: NASA, universemagazine.com, skyandtelescope.org

Всего комментариев: 0

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваш email не будет опубликован.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: