Если бы вы пытались найти жизнь за пределами Земли, то Венера была бы последним местом, где можно предположить её существование. Эту планету характеризуют невыносимо высокие температуры, плотная мглистая атмосфера с дождём из капель серной кислоты и потенциально активные вулканы, извергающие горячую лаву и коррозионные газы. Её часто сравнивают с видениями ада, пейзажем из огня и серы.
Тем не менее учёные давно предполагают, что высоко в атмосфере Венеры существуют области, которые могут иметь все условия для существования жизни. Эти идеи казались сомнительными, но за последние несколько лет появлялись всё новые факты, указывающие на возможное наличие подобной зоны. Совсем недавно группа ученых заявила, что обнаружила там признаки живых организмов, возможно, в виде высокоадаптированных микробов, плавающих в капельках высоко в густом облачном воздухе.
Доказательства возможного существования жизни на Венере до сих пор были косвенными и скудными, но вместе они всё же составляют картину, которая, как утверждают некоторые исследователи, заслуживает дальнейшего изучения. Вместо ожидания одобрения миссии со стороны политиков и чиновников, они получили частное финансирование для отправки зонда на Венеру в 2025 году — с двумя дополнительными последующими миссиями на стадии планирования.
Признаки жизни
Дэвид Гринспун, астробиолог из Института планетарных исследований, говорит, что начал задумываться о возможности наличия жизни на Венере в 1990-х годах. «Для меня это было связано с результатами, полученными аппаратом Magellan», — рассказывает он, упоминая космический аппарат, который отправил множество радарных данных и полностью изменил наше представление об этой планете. Magellan обнаружил молодую поверхность, радикально изменённую вулканизмом. «Фактически, было множество намёков, что Венера, скорее всего, в настоящее время геологически активна», — утверждает учёный. В мае этого года новые данные, добытые при анализе старых радарных изображений, показали явные изменения формы вулканического отверстия. «Этот очень убедительный образец вулканической структуры, которая сильно изменилась за такой короткий промежуток времени, действительно существенно склоняет нас к доводам в пользу того, что Венера сегодня довольно активна», — поясняет Гринспун.
Данные, полученные при помощи аппарата Magellan, также подтвердили присутствие слоя в облаках, представляющего собой область, которая не только пригодна для жизни, но также, как утверждает Гринспун, обладает источниками энергии и питательными веществами. Он отмечает, что в атмосфере были замечены признаки странных химических аномалий, хотя ни одна из них не настолько убедительна, чтобы считаться доказательством существования жизни сама по себе. В течение многих лет его предположения о возможности существования там жизни превратили Гринспуна в учёного-маргинала.
Затем, в 2020 году, эта идея вновь вернулась в общественную дискуссию, когда группа исследователей во главе с Джейн Гривз из Университета Кардиффа в Уэльсе сообщила что обнаружила газ фосфин в облаках Венеры фосфин. На Земле этот газ является продуктом жизнедеятельности микроорганизмов, его вырабатывают микробы в болотах и внутри кишечников животных.
Команда исследователей проанализировала все известные им природные явления, способные производить фосфин, и пришла к выводу, что ни одно из них не может объяснить обнаруженные объёмы этого газа — за исключением наличия жизни. «Фосфин — это газ, не соответствующий контексту его окружения на Венере, — говорит Сара Сигер, соавтор исследования и планетолог в MIT. — Его действительно не должно там быть. Непохоже, что его создает какой-либо химический или физический процесс, который мы можем представить. Он может быть связан только с присутствием жизни, либо же с каким-то другим химическим процессом, который мы пока не понимаем».
Эта гипотеза всё ещё остаётся спорной. Многие учёные ставят под сомнение обнаружение фосфина, рассматривая его как слабый сигнал на фоне шума, или даже подозревают, что это может быть другая молекула, поглощающая свет на похожей длине волны. Натали Каброль, директор Центра Карла Сагана по изучению жизни во Вселенной при Институте SETI в Калифорнии, не участвовавшая в исследовании, отмечает, что обнаружение этого газа было непростой задачей. «Несколько независимых команд стремились подтвердить результаты, и некоторые из них не смогли обнаружить фосфин», — поясняет она.
Сигер откровенно признаёт продолжающиеся дискуссии и скептицизм её коллег: «Мы всё ещё обсуждаем представленные доказательства, как и должно быть в науке», — утверждает она.
В поисках ответов
Сигер и её коллеги использовали земные радиотелескопы для наблюдения за Венерой и обнаружения фосфина. Но, вероятно, для разрешения возникших вопросов потребуется изучение этой области атмосферы планеты с гораздо более близкого расстояния.
Сигер собрала команду из более чем десятка учёных, включая Гринспуна. Они провели подробное исследование и пришли к заключению, что собранные данные теперь достаточно убедительны, и что возможность обнаружения внеземной жизни на ближайшей к нам планете настолько важна, что пришло время запустить новые миссии на Венеру, чтобы окончательно разрешить все сомнения.
A
«Это будет первый зонд за почти четыре десятилетия, который войдёт в атмосферу Венеры, опережая миссию NASA DAVINCI, запланированную на 2029 год, — говорит Сигер. — У него не будет парашюта, поэтому он проработает около часа, прежде чем разобьётся о поверхность, но у нас будет целых пять драгоценных минут для сбора данных в нужной нам области атмосферы».
Миссия Rocket Lab на Венеру станет первой миссией, разработанной специально для поиска органических веществ в облаках. Космический аппарат будет оснащён автофлуоресцентным нефелометром (AFN), который будет направлять лазер на частицы облаков, вызывая флуоресценцию любых сложных органических молекул внутри. AFN также будет измерять отражённый от капель лазерный свет для определения их общего размера и формы.
Вторая предложенная миссия будет нести гораздо более крупную полезную нагрузку и включать в себя либо зонд, сбрасываемый с парашютом, либо же воздушный шар, который может парить в выбранных атмосферных слоях более длительный срок. Одним из ключевых вопросов, которые команда надеется решить при помощи этой миссии, является кислотность атмосферы. Текущие измерения показывают, что кислотность слишком высока для выживания любого известного организма. Но эти наблюдения относятся ко всей атмосфере в целом, наблюдаемой издалека, с Земли. В самих же облаках кислотность может значительно варьироваться. И некоторые капли в них могут оказаться относительно пригодными, сопоставимыми с кислотными средами на Земле, поддерживающими высоко адаптированные формы жизни, называемые экстремофилами. Команда разрабатывает датчик кислотности, который должен выдержать экстремальные условия Венеры, чтобы выяснить, существуют ли такие капли с низкой кислотностью.
Другой вопрос — сколько воды содержится в верхних слоях облаков, где атмосферное давление и температура напоминают земные, что может служить убежищем для жизни в условиях экстремальной жары и давления на поверхности. Вся известная нам жизнь зависит от воды, но количество этого жизненно важного вещества, обнаруженного до сих пор на Венере, крайне низко. Для поддержания жизни должны существовать области, где вода будет более сконцентрирована. Датчики на этом зонде смогут определить, действительно ли существуют такие концентрации воды.
Миссия также нацелена на более точные измерения химических соединений, таких как фосфин, в облаках. Команда работает над получением финансирования для этой гораздо более масштабной многозадачной миссии, с возможностью запуска между 2026 и 2031 годами.
«Я считаю, что аэрозонды — самый верный способ исследования Венеры, — говорит Роберт Зубрин, авиационный инженер и основатель Марсианского общества. — У них есть огромные преимущества. Эта планета представляет собой отличное место для полёта на аэрозондах из-за густой углекислой атмосферы». Также он добавляет, что не составит труда разработать аэрозонд, который сможет парить на выбранных уровнях венерианской атмосферы дни или недели. Марсианское общество уже начало тестирование своего собственного дизайна такого аэрозонда на Земле.
Третья миссия в рамках проекта Morning Star — самая амбициозная. Она также остаётся наименее проработанной, но её цель — отправка атмосферной пробы из облаков Венеры на Землю для анализа, подобно тому, как на Марсе собирают грунт и камни для будущей миссии по их доставке на нашу планету. Текущая концепция миссии предусматривает запуск космического аппарата на орбиту Венеры, который развернёт в её атмосфере воздушный шар для сбора жидкого и твердого материала из заданных областей облаков по мере своего спуска. Затем небольшая ракета, содержащая добытые образцы, запустится прямо с шара, чтобы встретиться с орбитальным аппаратом, который доставит эти образцы на Землю.
Кладезь научных знаний
Эти предложения не единственные планы по возвращению на Венеру: уже запланированы две миссии NASA (включая DAVINCI) и одна Европейского космического агентства в следующем десятилетии; подобные начинания также рассматривают Индия и Россия. Однако ни одна из инициатив не включает научные приборы, предназначенные для поиска ответов на ключевые вопросы, связанных с возможностью присутствия жизни или пригодностью облаков Венеры для обитания микроорганизмов.
«Из трёх очень дорогих правительственных миссий, направляющихся на Венеру, ни одна не занимается прямым исследованием частиц облаков, — сетует Сигер. — Эта идея о жизни на Венере, она слишком табуирована для крупных правительственных агентств».
Многие учёные остаются скептически настроенными по поводу возможности существования жизни на Венере. Каброль говорит, что, рассматривая всю картину в целом, геологическое объяснение наблюдаемых аномалий, включая фосфин, соответствует гораздо большему числу научных критериев и, в целом, намного проще, чем биологическое объяснение.
Но загадки продолжают накапливаться. Помимо фосфина, астрономы, вероятно, обнаружили аммиак, также являющийся газом, который не должен существовать на Венере без какого-либо механизма биологического происхождения. Другие аномалии включают крайне небольшие необъяснимые количества кислорода, меньше диоксида серы и водяного пара, чем предсказывают компьютерные модели, а также признаки того, что капли облаков не сферические, какими они и должны быть, если они состоят из чистой серной кислоты. Капли также обладают другим показателем преломления, чем чистая серная кислота. Это означает, что внутри них должно быть какое-то другое соединение, говорит Сигер, возможно, даже что-то вроде желе. Наконец, есть неизвестный процесс, поглощающий половину всей ультрафиолетовой солнечной энергии, попадающей на планету.
Принимая во внимание все эти факторы, наиболее простым объяснением сразу всех аномалий, как заверяет Сигер, будет существование какой-либо формы жизни, производящей аммиак, как это делают некоторые микробы на Земле. «Одно лишь это допущение могло бы вызвать каскадный эффект, который решает все другие проблемы», — говорит она.
Сигер объясняет, что если микробы в атмосфере Венеры производят аммиак, то он будет поглощаться каплями серной кислоты, снижая их крайне высокую кислотность до уровня, при котором некоторые организмы Земли могли бы выжить. Добавленный аммиак также вызовет поглощение каплями диоксида серы и водяного пара, что объяснит их содержание в облаках. Также, изменив химию капли, она, вероятно, больше не будет сферической, потому что это своего рода солевая смесь. Кроме того, производство аммиака, если оно биологическое, может создавать кислород в качестве побочного продукта, так что мы просто объединим все эти аномальные наблюдения в одну последовательную картину, включающую в себя парящих на высоте микробов в венерианском воздухе.
Каброль говорит, что она может принять идею о наличии обитаемой зоны на Венере, но ей кажется маловероятным, что она действительно населена микроорганизмами. Хотя в атмосфере Земли есть живые организмы, она указывает, что ни один из них в действительности не обитает там. Они просто перемещаются из одного места в другое. То, что они могли бы выжить и создать полностью воздушную экосистему, кажется ей маловероятным, потому что это окружение было бы попросту слишком нестабильным.
Тем не менее, Каброль поддерживает предложения по реализации миссий Morning Star, потому что подобные вопросы слишком важны, чтобы оставить их без ответа. «Мне нравится, что у них есть научные задачи, чётко связанные с научной гипотезой, и конкретными целями по обнаружению веществ, которые они ожидают отыскать, как и понимание того, что будет означать их отсутствие, — говорит она. — Это хорошая работа. Я думаю, что они идут очень научным, обоснованным путем».
«У нас определённо есть свидетельства того, что в атмосфере происходят сложные химические процессы, превосходящие наше понимание, — говорит Сигер. — Есть там жизнь или нет, там определённо творится что-то интересное, что мы не можем понять. И единственный способ всё выяснить, это отправиться туда».
Результаты миссий станут кладезем научных знаний. Если действительно существуют микробы, парящие в венерианском небе, их обнаружение станет одним из самых значительных открытий в истории человечества — первым обнаружением инопланетной жизни. А если же их нет, то там должны происходить какие-то уникальные и неизвестные геохимические процессы, порождающие эти неожиданные химические сигнатуры. Обнаружение подобных процессов может быть важным для понимания того, как формируются и эволюционируют каменистые планеты не только в Солнечной системе, но и галактике в целом.
В любом случае результаты этих амбициозных миссий будут значимыми и весьма существенными для развития науки.