科学家可以用三种方法在金星上寻找生命

金星现在很热，这不仅仅是因为其极高的表面温度可以熔化铅。最近，金星大气中意外发现了与生命有关的分子，此后，金星云层与火星地下、木卫二和土卫二的水海洋以及土卫六的甲烷湖一起，成为天体生物学家希望寻找外星生命的附近地点的少数几个。

“金星上有生命？厌氧生物副产品磷化氢的发现是迄今为止证明地外生命存在的最重要进展，”NASA局长吉姆·布莱登斯坦在公告发布当天在推特上写道。“是时候优先考虑金星了。”

不管是空气中的微生物喷出磷化氢，还是未知的地质来源喷出磷化氢（许多持怀疑态度的研究人员认为是后者），这一发现凸显了科学家对地球这个孪生兄弟知之甚少。从岩石的成分到空气的成分，地球邻居的现在和过去仍然像豌豆汤云一样不透明。曼荷莲学院的行星科学家达比·戴尔说：“从内部到大气层，人们对金星的知识都存在巨大的空白。”

戴尔认为，现在终于到了填补这些空白的时候了。她担任潜在轨道器的副首席研究员，该轨道器将绘制金星表面地图，这是 NASA 目前正在考虑的两项金星任务之一。其他研究人员在磷化氢之谜的刺激下，梦想着完全绕过 NASA。上周，其中一个团队在网上发表了一篇尚未经过同行评审的论文，建议私人资助的气球舰队最早在 2022 年就可以在金星云层中搜寻生命。如果这三个任务中的任何一个能够成功，它们都可能从根本上改变我们对生命可能在何时何地立足的理解，无论是在我们的太阳系内还是在太阳系之外。

早在磷化氢报告发布之前，戴尔和其他研究人员就已经投入了数年时间规划下一代金星探测计划。她支持一项名为 VERITAS（金星发射率、无线电科学、InSAR、地形和光谱）的探测器，该探测器将绕金星运行，同时使用雷达和其他传感器勘测岩石表面。她说，测绘听起来可能很简单，但这是更好地了解这颗行星的第一步。VERITAS 的图表将解答一些基本问题，例如火山是否仍在喷发、大气中有多少水蒸气，甚至过去何时何地有水汇集（仅在潮湿条件下形成的耐旱岩石类型揭示了这一点）。

但研究人员对金星的描绘太过粗略，需要一系列任务才能将其完善。戴尔认为，VERITAS 是三部分计划之一，理想情况下，该计划将揭开该星球的黄色面纱，包括轨道器、大气探测器和着陆器。第二项计划也在进行中，提案要求发射一艘名为 DAVINCI+（深层大气金星惰性气体、化学和成像调查（Plus））的航天器，该航天器将受控穿过大气层。DAVINCI+ 的仪器将在一小时内嗅探外星空气的成分，并在探测器降落到地面时将这些信息传回地球。

DAVINCI+ 和 VERITAS 基本上都已准备就绪。今年 2 月，NASA 将这两颗探测器选为其“发现计划”的候选探测器，该计划资助耗资数亿美元的中型项目。明年，该机构可能会继续支持最多两颗探测器（金星任务相互竞争，另外还有两颗候选探测器瞄准木星和海王星的卫星），并可能在本世纪中叶发射。这两颗金星探测器之前在竞争性选择过程中已经取得了相当大的进展，但这一次 Dyar 希望可能的磷化氢生物特征的兴奋能帮助其中一颗或两颗探测器越过终点线。

她说：“我对磷化氢的发现感到非常高兴。”

虽然 VERITAS 和 DAVINCI+ 都不会直接寻找微生物，但它们将解决更大的问题：金星是否可能存在生命，以及存在多长时间。如今，这颗行星已成为一片焦灼而酸性的荒地，但研究人员怀疑，在其早期历史中，它曾存在数十亿年的温暖海洋——大约是火星的十倍。弄清楚这些水到底发生了什么，将有助于天文学家和天体生物学家评估其他恒星系统中类似金星的行星上存在生命的可能性。

“当恒星升温时，液态水能在行星上存在多久？”戴尔问道。“天哪，我们必须观察金星，这样我们才能推断出所有其他系外行星的情况。”

当行星科学家通过适当的渠道为全面了解金星奠定基础时，其他研究人员只想知道磷化氢是怎么回事。他们现在就想知道。为此，一组工程师最近描述了他们认为最快、最便宜、最简单的寻找金星云层中漂浮的微小虫子的方法。

佛罗里达理工学院的天体生物学家马纳斯维·林加姆 (Manasvi Lingam) 表示：“我们的目标是做一些几乎完全与生命探测有关的事情，而且是以某种最低限度的方式。”

他们的答案是：气球。一支由 5 只气球组成的小型气球队可以在离地面约 30 英里的地方靠电池供电生存大约两天。那里的温度和压力与地球海平面相似，使该区域既适合气球生存，也适合微生物生存。大多数探测器直径约为 7 英尺，可携带重达几磅的科学载荷。这些较轻的气球上会悬挂照相机和显微镜，用于观察云样本并寻找表现出奇怪形状或行为的粒子。“如果它看起来真的很不规则，沿着板块快速移动，那么它很有可能是活的，即使它不是基于碳化学的，”林加姆说。

船队还将搭载一个更大的气球，上面悬挂着一台更重的仪器，即质谱仪——一种能够识别蛋白质等复杂生物分子的机器。林加姆说，虽然没有一种万无一失的检测生命的方法，但考虑多种证据可以降低误报的可能性。

该团队使用现成的现成技术设计了这些探测器。因此，他们估计整个任务的成本将不到 2000 万美元。这在行星探索中算是一笔划算的交易，他们希望这能吸引到有雄厚资金的个人或私人组织。

虽然这项研究还没有经过同行评审，但未参与这项研究的 Dyar 表示，她认为这项研究没有任何问题。“这很棒，”她说。“这听起来像科幻小说，但完全是现实。”

戴尔警告说，外星探测器不要抱有太高的希望，他指出，最近的一项计算表明，火山可能会喷出前体分子，然后在大气中形成磷化氢，而不是微生物。不过，对于行星科学家来说，任何金星探测器都是一个好的开始。

戴尔说：“如果我们在那里完成一次任务，金星将会吸引全世界的目光，随后还会有更多的人前往。”