我们需要尽快去金星

长期以来，金星一直是它更红、更小、更遥远的兄弟姐妹的次要角色。鉴于我们已经了解到金星是多么的不适宜居住，我们在上个世纪的大部分时间里一直寄望于在火星上发现外星生命的迹象的一些最大的希望。

周一宣布，在金星上方的云层中发现了一种名为磷化氢的特殊气体。这种气体是由地球上的微生物产生的，在大多数已知的非生物过程被排除后，这一发现重新燃起了人们对金星上存在生命的希望。现在我们需要确定一下。

北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)行星科学家、自称“金星福音派”的保罗·伯恩(Paul Byrne)说：“要真正抓住这个问题的核心，我们需要去金星。”事实上，现在可能不只是考虑下一次前往金星的任务应该是什么，而是应该考虑一个全新的金星探索时代是什么样子：一支由多个任务组成的舰队，以我们目前对火星所做的方式共同探索金星。

毕竟，对于地面仪器，你能做的只有这么多。“金星极其明亮，许多大型地面望远镜无法正确观测到它，”麻省理工学院天文学家、这项新磷化氢研究的合著者之一萨拉·西格(Sara Seager)说。这种亮度是由其厚厚的云层对阳光的强烈反射造成的，并因其靠近地球而突出，基本上使我们的仪器无法对这颗行星进行详细的观测。这就像是当另一辆车的远光灯指向你的方向时，你却试图看着路。太空望远镜的情况可能会更好，但西格说，现在判断它们是否会遭遇同样的问题还为时过早。

虽然地球上的望远镜可以探测到磷化氢和其他感兴趣的气体的痕迹，但实际上没有办法查明它们是由生命还是其他一些奇异的化学物质产生的，比如火山作用。虽然Seager和她的团队已经彻底排除了金星上磷化氢的已知自然原因，但这颗星球很可能是我们从未想过的地球化学之家。回答这些问题，完全排除自然解释，意味着我们需要密切关注。

当然，这说起来容易做起来难。表面温度达到灼热的464摄氏度，压力是地球上的89倍。只有苏联成功地降落在金星表面-它的维内拉13号着陆器在1982年屈服于自然因素之前工作了127分钟。花费数亿甚至数十亿美元在一项任务上花费数亿甚至数十亿美元是不容易的，因为这项任务可能在几个小时内就结束了，而没有给我们所需的东西。

所以轨道飞行器是最明智的开始。与地面观测不同，轨道器可以窥视大气层，可以更好地观察磷化氢或其他潜在的生物特征如何随着时间的推移或在它们最集中的地区发生变化。人类对这样的任务有经验。最后一个主要的金星轨道器是欧空局的金星快车，它对金星进行了8年的研究，直到工程师们与它失去了联系，可能是因为它的燃料耗尽了。目前，唯一探测金星的航天器是日本的Akatsuki轨道器，它于2015年抵达金星，研究金星的气候和天气。它正在做很好的科学研究，但它没有任何仪器可以真正探测大气化学并寻找有机生命的迹象。

轨道器还提供了完成更大胆的项目并直接进入云端的机会。样本返回任务是可能的，在这个任务中，航天器飞入大气层，装上一些气体，带回地球进行实验室分析。伯恩指出，多年来，许多提案都呼吁向大气中投放一些东西，以寻找更多的生物特征，甚至有机物质。为了让这样的平台在空中保持尽可能长的时间(一次可能是几周或几个月)，工程师们已经提议使用气球或转子来减缓它的下降速度。

然而，试图在另一个星球上发现生命并不是简单地从A点步行到B点，没有一次前往金星的任务能够完成回答这个问题的所有必要工作。美国国家航空航天局(NASA)已经有两项预期的金星任务正在进行中。达芬奇+是一个探测器，它将直接坠入金星的大气层，并在63分钟的下降过程中使用多个光谱仪研究其化学成分。Veritas是一个轨道器，它将使用雷达和近红外光谱的组合来观察地球厚厚的云层，并帮助我们了解地表地质和地形。过去的研究表明，这颗行星可能存在活火山活动，可能曾经是浅海的家园，但由于无法用光学方法绘制表面地图，到目前为止，无法验证这些理论。

每一次任务都可以找到有趣的新线索，让我们更接近确定那里是否有生命，但这两个任务都不能单独回答这个问题。例如，当谈到磷化氢时，达芬奇+可能会足够幸运地确定这种气体集中在大气的哪些部分。但如果它是在地表产生的，探测器不一定有工具来识别位置。VERITAS可能会发现奇怪的地球化学点，但如果不直接在云层中取样磷化氢，就没有足够的证据将这两个谜团联系起来。

伯恩乐观地希望看到金星的全面探索计划，就像我们在火星上已经看到的那样。在那个星球上，有人造卫星成像地貌，测量大气逃逸和化学物质，并测量天气。有漫游者的任务是了解地面上的有机物，并寻找生命的迹象。有着陆器在观察地球内部的地质情况，并测量地球的地震活动。

想象一下，在金星上有一个类似的计划，多个任务同时运行。在这样的计划下，Veritas和DaVinci+都将与其他任务一起分离磷化氢等生物签名，并真正查看它们是否是现存生命的证据。伯恩说：“我不喜欢不得不选择一个而不是另一个。”“但是，即使我们两个都得到了，我仍然会倡导更多的任务。”

这两项任务(加上另外两项任务)都在争取明年4月获得美国国家航空航天局(NASA)的批准。金星(金星距离地球最近的时候)的发射窗口大约每19个月出现一次。如果选择其中任何一个，它最早也要到2026年才会发射，而且至少需要几个月的时间才能完成旅程。

其他任务肯定会发生-而且更快。印度航天局正在就2023年发射名为Shukrayaan-1的金星轨道器进行辩论，以研究大气化学。新西兰火箭实验室希望最早在2023年发射一颗名为Photon的小型卫星飞越金星。该任务将部署一个进入金星大气层的小型探测器来收集数据，尽管它可能只携带一台仪器，限制了任何由此产生的研究的范围。伯恩指出，也许值得考虑在像光子这样的多个较便宜的任务基础上建立一个项目，而不是像达芬奇+和Veritas这样几个非常昂贵的任务。Seager说，她目前的计划是与以色列-俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳(Yuri Milner)合作，“领导一项针对敏捷低成本任务的任务概念研究”。

尽管前往地面的任务很难完成，但关于如何改进航天器工程以使任何着陆器寿命更长的建议一直源源不断。美国国家航空航天局(NASA)的科学家们提出了一项名为“长寿原位太阳系探索”(Long-Living In-Site太阳系Explore)的计划，要求建造能够承受金星恶劣环境长达60天的电子设备和硬件。然而，这种类型的着陆器可能要到下一个十年才能准备好。

即使我们在金星上找不到生命的迹象，这也很有趣：这将意味着金星和地球是两颗开始时非常相似的行星，结果却有着截然不同的命运。“这仍然提出了一些需要回答的深刻问题，”伯恩说。“但要回答这些问题，我们需要一个研究地球的计划。”