重返金星太難了！金星因為一個元素，35年後多國啟動探索計劃

天文學家9月14日宣布，他們已經在金星的雲層中發現了磷化氫，一些科學家提出了一種可能是生命跡象的化學物質。這項新研究依賴於兩臺地面望遠鏡的數據，科學家們已經計劃從金星的表面進一步挖掘金星的奧秘。

但是，如果我們真的想知道行星鄰居厚而酸性的雲層中這種奇怪的化學物質的狀況，我們將需要更近，甚至直接進入金星雲層。

重返金星太難了！金星因為一個元素，35年後多國啟動探索計劃

威斯康星大學麥迪遜分校的大氣科學家桑傑·利馬耶，未參與這項新的研究，他對媒體表示：「關於金星，我們還有更多無法解釋的東西。金星比火星有更多的問題，這就是為什麼我們建議將金星視為天體生物學的目標。」

當然，這並不是說科學家不想徹底地探索金星。但是，在太空飛行器的重要檢測儀器上嚴重粗糙。僅僅只拿了一臺計算機，一些電子設備和一堆超靈敏的儀器，然後將它們通過酸性雲發送到表面上。實際上，沒有任何太空飛行器在金星表面倖存了整整兩個小時。

「金星已經準備好讓艦隊到達那裡，但是它比火星麻煩得多，」美國宇航局位於馬裡蘭州戈達德太空飛行中心的行星科學家詹姆斯·加文並未參與這項新研究，但是該飛機的主要研究人員。美國宇航局正在評估的金星大氣探測任務告訴媒體。

就是說，自從上一艘太空船在1980年代中期蘇聯維加探測器進入金星的大氣層以來，數十年來工程師一直很忙，再也沒有任何新的進展。通過誘人的新研究創造了更多研究動力，科學家們希望各機構現在可以將目光投向更多甚至更大膽的金星任務。

加爾文談到這項新研究對金星探索動機的潛在影響時說：「我認為這具有催化作用。經過瘋狂的嘗試，在70年代和80年代初對金星的理解的繁華嘗試之後，出現了中斷，實際上距此星球上任何國家的任何任務訪問金星的氣氛已經有35年了。」

回到金星？

目前，金星只有一個太空飛行器伴侶，日本的明月軌道飛行器。Akatsuki於2010年發射升空，儘管當年晚些時候它首次嘗試繞金星運行，但在2015年又進行了第二次嘗試。飛船的任期一直在研究金星的天氣並尋找閃電，所有這些都是從安全的角度進行的。

自1990年至1994年麥哲倫號探測器繞軌道運行以來，美國宇航局一直沒有對金星執行專門的任務。但是這項新研究可能促使美國宇航局結束乾旱。美國國家航空航天局局長吉姆·布萊登斯汀周一道：「現在是確定金星的優先級的時候了。」 關於磷化氫的檢測，他稱這是「迄今為止為地球生命建立證據的最重大進展」。

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美國宇航局正在當前一輪所謂的「發現」項目中評估兩個針對金星的提案，該類任務包括月球偵察軌道飛行器，火星上的地球物理InSight著陸器以及即將進行的小行星任務露西和賽琪。

其他太空機構也在考慮訪問。印度航天局正在考慮一項名為Shukrayaan-1的任務，這是一顆將於2023年發射並研究金星表面的軌道器。俄羅斯正在考慮採用更堅硬的蘇聯時代著陸器，這是一種壽命更長的水面飛行任務。歐洲航天局（ESA）正在評估一項名為EnVision的任務的提案，該任務將於2032年發射，它可以告訴科學家有關磷化氫檢測的替代解釋，例如通過確定行星是否攜帶可能是活火山的火山產生氣體。

科學家說，工程已經做好了執行此類任務的準備，而我們很久以前就達到了擁有值得發送的機械的地步。行星科學研究所的行星科學家，副校長達比·戴亞爾表示：「令人沮喪的是，我們擁有這項技術，並且已經使用了很長時間的許多技術，我們現在就準備將其應用到金星上。」美國宇航局目前正在考慮的第二個任務建議的調查員告訴媒體。「金星提供了您可以做的非常酷的任務的雜項。」

在金星複雜的火星探測器好奇號和規模大的金星任務概念中，還有很多尚未正式接受機構審查的其他金星任務概念，包括從適度的努力到NASA最雄心勃勃的項目類別。

但是我們需要幾個太空飛行器才能真正了解金星的故事。利馬耶說：「沒有一個單一的任務。」 「這是任務的集合，因為有太多不同的調查，沒有一個任務可以解決所有問題，要決定應該先執行哪個任務將是一場鬥爭。」

（金星的科學家們，甚至是那些提出特定任務的科學家，都經常強調說，由於對金星的研究如此之少，因此任何去那裡的任務都會比現狀有所改善。）

在本周官方宣布的磷化氫檢測的背景下，未來的任務有兩種方法可以基於這項新研究。要麼太空飛行器可以確認探測本身，要麼可以擴大我們對金星的了解，幫助科學家解釋探測。

近距離調查磷化氫

在金星上檢測磷化氫的新主張僅基於地面望遠鏡的觀測結果，但是這些觀測結果提出了兩個關鍵挑戰。

首先是檢測到的實際上不是磷的機會：科學家只研究了光譜籤名的一種化學條形碼，研究人員在其中僅觀察到與一行代碼相對應的信息。為了更自信地識別化學物質，科學家將需要能夠看到該特徵的一個或多個其他行。

第二個挑戰是科學家使用的望遠鏡無法精確識別出磷化氫在金星大氣中的位置。到目前為止，所有科學家都知道它必須比金星表面高出30英裡（50公裡）。如果不更精確地了解信號的高度，就很難知道化學物質可能處於什麼環境。

打破金星大氣探測儀長達數十年的乾旱，應該有助於科學家應對這些挑戰。

麻省理工學院天文學家，這項新研究的合著者薩拉·西格在9月14日舉行的新聞發布會上說：「我們真的希望看到任何形式的任務都可以回到金星。」 她說：「能夠測量大氣中氣體的裝置，即所謂的質譜儀，可以識別只能與生命相關的較大的複雜分子。」這種太空飛行器的最佳設計。

儘管不是氣球，但美國航空航天局目前正在考慮的兩個任務之一，將有能力直接解決磷化氫的神秘問題，加爾文在談到他領導的任務建議時說，它叫做DAVINCI +。

DAVINCI +是一個由兩部分組成的任務，其中包括一個探測器，該探測器將在大約一個小時內穿過金星的整個大氣層到達行星表面，並對其進行採樣，而軌道飛行器將研究金星的日光側的大氣層和地形。整個金星年（即225地球日）的夜晚。

探針的下降尤其可以告訴科學家磷化氫檢測是否真實，並確認氣體在金星大氣中的濃度。它還將使科學家對金星上嚴重缺乏的化學物質有透徹的了解，使研究人員解釋數據的嘗試受到阻礙。

而且，儘管這項任務聽起來似乎是前所未有的，但事實並非如此，加文說：位於DAVINCI +中心的化學實驗室與美國宇航局的火星好奇號和恆心號探測器以及蜻蜓無人駕駛飛機的化學實驗室基本相同，該機構將派他們乘坐土星奇怪的衛星土衛六飛行，該任務定於2026年發射。

「我們以好奇心將這個故事帶到火星上，然後以毅力帶到了火星上；我們想將其反轉並將其帶入大氣層，本質上是開發一個飛行採樣漫遊車，而不是開車，而是飛來飛去。」加爾文說。「我們必須將儀器最完善的化學實驗室帶到我們要在21世紀的裝置在金星大氣中研究的樣品中。」

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探索需要更進一步

NASA目前正在評估的另一項金星飛行任務可以以不同的方式基於磷化氫檢測進行。VERITAS（金星發射率，放射科學，InSAR，地形學和光譜學的縮寫）不會直接探測大氣，也無法近距離確認磷化氫的檢測。

相反，它是一個使用雷達和光譜學研究金星表面的軌道器。VERITAS旨在生成高解析度的金星地形圖，並確定在其表面以及何處發現了哪些類型的巖石。

「至少首先了解全球成分會告訴我們很多，即使該方法不是您可能想要的一切，」美國宇航局噴氣推進實驗室的行星地球物理學家Sue Smrekar也是加利福尼亞大學的首席研究員VERITAS提議告訴媒體。「在增強我們對表面化學的理解方面，我認為這將是非常壯觀的。」VERITAS收集的數據可以幫助科學家解決諸如金星擁有海洋多長時間及其消失速度之類的持續性謎團，或者是否仍有活躍的火山將化學物質從其深處的內部噴入行星的大氣層。了解這些問題可以確定是否可以在不調用生命的情況下解釋檢測到的磷。

VERITAS還將為未來的任務奠定基礎，尤其是通過詳細繪製行星表面的圖。Smrekar說：「我們在NASA進行全球偵察方面已經取得了巨大成功，可以找到科學上最引人注目的目標，然後再回頭進行跟進。」

科學家Zurbuchen： 「我們相信科學的同行評審過程，並期待著其發表後的激烈討論。」 他同時提到了VERITAS和DAVINCI +的考慮因素，以及NASA參與ESA潛在的EnVision任務。

可以肯定的是：如果這些任務或任何其他任務訪問我們的鄰國，金星的科學家將會很高興。

「20年代可能是使用金星作為太陽系和可進入宇宙的線索的重生，就像我們使用火星和月球，現在使用木星的月球歐羅巴的方式一樣引人注目。」 加爾文補充說，他希望太空機構可以利用這十年來收集我們周圍世界非常缺乏的數據。