Kan mørke striber i Venus-skyer være mikrobielt liv?

Spørgsmålet om livet på Venus, af alle steder, er spændende nok til, at et hold af amerikanske og russiske videnskabsmænd, der arbejder på et forslag til en ny mission til den anden planet – ved navn Venera-D – overvejer at inkludere søgen efter liv i sine missionsmål.

Hvis alt går som planlagt, et ubemandet luftfartøj kunne en dag sejle i det tykke, svovlsyreskyer af Venus for at hjælpe med at bestemme, om mørke striber, der ser ud til at absorbere ultraviolet stråling, kunne være bevis på mikrobielt liv.

Venus har længe været et fokus for russisk planetvidenskab, som har den stolte arv fra de rekordstore Venera-rumsonder, der landede på den venusiske overflade i slutningen af ​​1970'erne og begyndelsen af ​​1980'erne. Med mange spørgsmål, der forbliver ubesvarede, Roscosmos og NASAs fælles mission hvis godkendt, ville se en orbiter lancere mod Venus i 2025 med det formål at foretage fjernmåling af planeten og dens atmosfære; anbring en lander på overfladen; og søg efter fremtidige landingssteder.

Blandt flere mulige tilføjelser til missionen er en lille sub-orbiter til at studere Venus' magnetosfære, og enten en ballon eller et ubemandet luftfartøj (UAV), der måler atmosfæren over en lang varighed.

Hvis UAV'en godkendes, dens hovedmål ville være at foretage meteorologiske målinger for at bestemme, hvorfor atmosfæren roterer så hurtigt i forhold til overfladen, et fænomen kendt som super-rotation. Denne hurtige rotation blev opdaget i 1960'erne af astronomer, der sporede bevægelsen af ​​de mørke striber i atmosfæren. Forvirrende, astronomer kender ikke oprindelsen og sammensætningen af ​​disse mørke striber, de forstår heller ikke, hvorfor striberne ikke har blandet sig med resten af ​​atmosfæren, og hvorfor de absorberer ultraviolet lys.

"Dette er spørgsmål, der ikke er fuldt ud undersøgt endnu, og jeg råber så højt jeg kan og siger, at vi er nødt til at udforske dem, " siger Sanjay Limaye, en atmosfærisk videnskabsmand fra University of Wisconsin, Madison og en tidligere formand for NASAs Venus Exploration Analysis Group (VEXAG).

Ifølge Limaye, UV-absorberens karakter er fuldstændig ukendt. Det kunne være partikler blandet ind i skyerne, eller et stof, der er blevet opløst af svovlsyredråberne, eller måske krystallinsk i naturen, som is. Jernchlorid er blevet foreslået, men der er ingen bekræftet mekanisme, der kunne lufte partikler af jernchlorid 50 til 60 kilometer over overfladen, især da vinde nær overfladen kun blæser svagt gennem den tætte lavere atmosfære.

Livet i skyerne

En mere spændende forklaring på de mørke streger er, at de er bevis på mikrobielt liv. "Det er en mulighed, vi ikke kan overskue, " siger Limaye, som er medlem af Venera-D videnskabsdefinitionsteamet.

At finde liv i stor højde i atmosfæren på en planet ville give mening. Trods alt, mikrober er fundet i lignende højder i Jordens atmosfære. Udfordringen for livet på Venus er planetens ekstreme temperatur. Overfladen, ved 462ºC (864ºF), er varmt nok til at smelte bly, og overfladetrykket på 92 bar svarer til at være næsten en kilometer under vand.

Imidlertid, i et område, der begynder omkring 50 kilometer i højden og strækker sig en halv snes kilometer udad, er et sødt sted, hvor temperaturen varierer mellem 30ºC og 70ºC (86ºF til 158ºF), og trykket svarer til Jordens overflade. Livet kunne potentielt overleve i denne zone, hvor den mørkestribede UV-absorber findes.

Spændende nok, svovlsyredråberne i skyerne er ikke nødvendigvis en stopper for livet. Tidligere Venera-missioner opdagede aflange partikler i det nedre skylag, der er omkring en mikron lange, omkring bredden af ​​en lille bakterie. Disse partikler kunne overtrækkes i ringformede polymerer med otte svovlatomer, kaldet S8 molekyler, som vides at eksistere i Venus' skyer, og som er uigennemtrængelige for svovlsyrens ætsende virkning. Desuden, S8 absorberer ultraviolet lys, genudstråler det i synlige bølgelængder. Hvis partiklerne er mikrober, de kunne have belagt sig selv i S8, gør dem modstandsdygtige over for svovlsyrens ætsende virkning. Det er endda blevet postuleret, at S8 eksisterer som et resultat af mikrobiel aktivitet. Er dette så nøglen til livet på Venus?

"Jeg kan ikke sige, at der er mikrobielt liv i Venus 'skyer, " siger Limaye. "Men det betyder ikke, at den heller ikke er der. Den eneste måde at lære er at gå dertil og prøve atmosfæren. "

Powered Flight

Den oprindelige russiske plan for Venera-D indeholdt balloner, der patruljerer atmosfæren, men balloner er ikke særlig manøvredygtige og ville ikke nødvendigvis kunne nå områderne med de mørke striber. En solcelledrevet UAV ville have en langt bedre chance.

"Ideen er, at man med et stort nok vingefang kan generere nok kraft og faktisk flyve gennem Venus atmosfære, med elektriske propeller, i meget lang tid, " siger Limaye.

Stiger hypersonisk ned i atmosfæren efter at have løsnet sig fra kredsløbet, UAV'en ville være fyldt med brint eller heliumgas, holde den flydende i en nominel flydende højde på 50 kilometer, lader den glide gennem skyerne, mens den bevæger sig gennem nathalvkuglen. Ved dagslys, de solcelledrevne propeller ville sparke ind og hæve fartøjets højde til omkring 60 kilometer.

I løbet af tre til fire dage, fartøjet kunne bevæge sig rundt på planeten langs den øvre atmosfæres 'superrotation', ' det mærkelige fænomen, hvor atmosfæren ser ud til at være afkoblet fra den faste planet og roterer meget hurtigere. UAV'en ville derfor være i stand til at udforske skyerne i forskellige højder, bevæger sig fra luftmasse til luftmasse, fra områder med UV -absorbere til områder uden dem, prøveudtagning og måling af atmosfærens sammensætning.

Luftfartsvirksomheden Northrop Grumman har allerede uafhængigt udviklet et koncept til en venusisk UAV, kaldet VAMP (Venus Atmospheric Maneuverable Platform), som ville have et kæmpe vingefang på 55 meter og være designet til at fungere i atmosfæren i mindst et år.

'D'et' i Venera-D's navn står for "dolgozhivushaya, "hvilket på russisk betyder" lang levetid. "Dette refererede oprindeligt til håbet om at holde en lander i drift på overfladen i dage eller uger, selvom de trykkende forhold på overfladen betyder, at realistisk set er det mest, som en lander kunne overleve, kun timer. I stedet, UAV, konstant cirkle rundt om Venus, ville tage kappen af ​​at være langlivet.

Den endelige rapport, der beskriver de videnskabelige mål for Venera-D-missionen, vil blive forelagt Roscosmos og NASA inden udgangen af ​​januar 2017, på hvilket tidspunkt de to rumorganisationer skal beslutte, om de vil samarbejde om missionen. Et svar forventes tidligst tidligt i slutningen af ​​2017.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NASAs Astrobiology Magazine. Udforsk Jorden og videre på www.astrobio.net.