隨著對外星生命探索被設定為定義 21 世紀太空科學的主要方向，研究人員在規劃中面臨的一個緊迫問題是：距離地球最近的類地行星有多遠？
一些人認為，答案是“近在咫尺”，但方向可能與您想象的不同。儘管火星任務佔據了全球行星際探索支出的絕大部分，但這顆紅色星球的質量僅為我們地球的十分之一——與其說是一顆行星，倒不如說是一個小型的、冷凍乾燥的迷你地球。相比之下，金星可以被認為是地球的邪惡雙胞胎——大小和質量幾乎相同，只不過它擁有濃厚的硫酸雲和沸騰的壓力鍋氣候，地表溫度足以熔化鉛。地球這顆向陽的姐妹世界究竟是如何誤入歧途，是行星科學中最偉大的謎團之一——也是天體生物學的潛在基石。
然而，正因為金星顯得如此令人難以接近，美國國家航空航天局（NASA）已經近三十年沒有專門的金星任務了；最近一次任務是麥哲倫號任務，於 1994 年結束。2020 年末，一個研究團隊報告稱，在金星相對溫和的上層大氣中漂浮著誘人的磷化氫氣體證據，這是一種可能的生物特徵，這似乎即將改變這種長期中斷的局面。次年，隨著美國國家航空航天局選擇了兩個計劃於 2020 年代後期發射的任務：金星發射率、無線電科學、InSAR、地形和光譜軌道探測器（VERITAS），以及深層大氣金星稀有氣體、化學和成像調查（DAVINCI）專案，其中包括一個降落傘探測器，用於漂浮穿過金星雲層，美國國家航空航天局與金星的重新聯絡似乎已得到鞏固。
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在此之後不久，歐洲航天局批准了一項歐洲自己的金星環繞任務 EnVision，計劃於 2030 年代初期發射，其令人印象深刻的儀器套件中包含 NASA 提供的最先進的合成孔徑雷達。
這個航天器三重奏被譽為金星研究人員的“三冠王”時刻，將共同徹底改變我們對這個既熟悉又陌生的世界的理解，以前所未有的細節繪製其內部、表面和大氣層的地圖。
至少，這是計劃。如今，由於嚴峻的預算預測以及 NASA 和 ESA 都努力實現從火星取回樣本的宏偉願景，金星的前景明顯不那麼樂觀。磷化氫的暗示性證據似乎在蒸發，並在懷疑論者更深入的審視下消失殆盡，而 VERITAS 號則遭受了多年的延遲，這對任務構成了生存威脅。
煩惱與 VERITAS
這些挫折是 10 月下旬在新墨西哥州阿爾伯克基舉行的 NASA 金星探索分析組 (VEXAG) 會議的黯淡背景。VEXAG 由以金星為中心的行星科學家組成，是 NASA 基於社群的論壇，旨在制定未來金星研究的戰略和確定優先事項。這次會議是 VEXAG 歷史上規模最大的一次；虛擬和現場註冊者總共有 400 多人，其中一半以上的現場參與者是第一次參加。
所有人都參與其中，在原本令人窒息的陰霾中尋求希望之光。在會議開始時的概述性發言中，NASA 行星科學部門負責人洛裡·格萊茲對未來的挑戰進行了清晰的評估，並建議保持警惕。
“目前，我們不清楚 2024 年的資金狀況會怎樣。現在有很多不確定因素，這使得計劃變得有些困難，”她說。“讓我們團結一致——團結起來，支援 NASA 科學，支援普遍的科學。我認為如果我們這樣做，我們就能度過難關，我們就能挺過去……這有望只是短期的緊縮。我們需要做好反彈的準備。”
VERITAS 背後的研究人員渴望改變。NASA 選擇推遲該任務，將其推遲到不早於 2031 年，原因完全與 VERITAS 本身無關——其中最主要的原因是噴氣推進實驗室 (JPL) 的其他高優先順序專案堆積如山，而噴氣推進實驗室是 NASA VERITAS 的主要中心。
VERITAS 號首席研究員、JPL 的蘇珊娜·斯姆雷卡爾說，儘管 NASA 仍在少量資助 VERITAS 以維持其科學團隊，但目前任務工程團隊的資金為零。她指出，資金短缺令人擔憂，因為它可能會削弱國際合作夥伴對專案承諾的支援。但更緊迫的問題是任務關鍵人員的流失，例如航天器雷達專家，雷達是整個專案最重要的部分。
“我們無法支付他們的工資，”斯姆雷卡爾告訴 VEXAG，並補充說，許多關鍵團隊成員已經離開了任務。“每個人都盡了最大努力建立筆記，並儘可能多地留下線索，供人們重新拾起工作。但這並不能替代十年來積累的知識。”
然而，當 VERITAS 團隊頑強地等待救贖時，VEXAG 主席、馬里蘭州勞雷爾市約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家諾姆·艾森伯格表示，還有很多其他工作要做。“我們需要為即將到來的任務進行更多的準備性研究，”他說，從完成長期資金不足且停滯不前的金星測繪專案，到在實驗室和地球上類似金星的“模擬”環境中開展新的研究。
“我們希望 VERITAS 儘快重啟併發射，”艾森伯格說。“我們希望 DAVINCI 繼續沿著其在 2029 年發射的道路前進”，並支援 EnVision。
重返生命
雖然一項高風險、高回報的私人金星探索計劃無法替代政府發起的多達數十億美元的任務，但它卻是本次會議最熱門的話題之一。該專案名為金星生命探測器 (VLF) 任務，部分原因是受有爭議的金星磷化氫宣告的推動，由麻省理工學院的行星天文學家薩拉·西格領導。該計劃呼籲發射一個小型探測器，穿過金星雲層，嗅探其中的化學成分。
VLF 已經透過新興的商業發射供應商火箭實驗室獲得了前往金星的“順風車”。確切的發射日期尚未確定——任務的總成本仍未公開——但發射視窗將於 2024 年 12 月 30 日開啟，並持續到 2025 年。火箭實驗室的創始人、總裁兼執行長彼得·貝克說，火箭實驗室熱衷於與研究人員合作，利用小型火箭、小型航天器和相對較小的預算來執行有影響力的科學任務。
“這種轉變為新型行星際探索帶來了巨大的機遇，”貝克說。“我們可以快速且經濟高效地將儀器傳送到其他行星，而不是花費數十年時間研究大型、數十億美元的航天器，我們可以從這些資料中快速學習，然後在不久之後通過後續任務進行迭代……[VLF] 將證明這一點，成為第一個前往該行星的私人任務，這在以前需要政府資源和數十年的開發才能實現，”他補充道。
在向 VEXAG 進行的情況介紹中，火箭實驗室行星際任務首席系統工程師克里斯托夫·曼迪詳細介紹了探測器將如何在五分鐘的自由落體中穿過金星厚厚的雲層，並在下降過程中每兩公里進行測量，直到它屈服於距離地表約 20 公里處的惡劣條件。“我們希望透過證明這是可能的，也許能夠激發更多興趣，”曼迪說。
新正規化
VLF 探測器內部將裝有它的核心部件，一種專門設計的儀器，稱為自發熒光濁度計，它可以感知金星雲滴內發生的複雜化學反應（產生磷化氫或其他物質）的跡象。西格說，該儀器已經在組裝和測試中。“我們沒有像其他 [金星] 任務那樣進行深入和廣泛的科學研究；您甚至可以將我們更多地視為技術演示任務。我們有最後期限，我們正在朝著這些期限努力。”
私人資金一直在為這項努力提供動力。早期支援來自突破性倡議，這是科學技術投資者和慈善家尤里·米爾納的創意。麻省理工學院的校友也紛紛捐款，還有其他來源。西格補充說，現金的注入為科學團隊、儀器開發和準備性實驗室測試提供了支援。“我們正試圖利用第一次快速任務來證明，我們可以團結私人資金，以快速週轉的方式做一些事情。”
西格認為這種方法是一種新正規化，一種遊戲規則改變者。“我們認為，更頻繁、更專注、成本更低地完成拼圖的較小部分是值得的。它並非旨在取代更大的任務。它是一個‘和’，而不是一個‘或’，”她強調說。“我們沒有回答每一個細枝末節的問題。我們只是想弄清楚雲粒子中有什麼。”
在金星晨星任務的標籤下，西格和團隊正在展望第一次任務之後，計劃更雄心勃勃的中長期目標，例如受益於降落傘的後續大氣探測器，甚至可能是一艘航天器，用於取回金星空氣樣本，以便在地球上進行直接分析。“我們正在努力使一切步入正軌，但我們還沒有完全實現，”她說。
VEXAG 主席艾森伯格也將火箭實驗室的金星計劃描述為一種潛在的新正規化，但也可能對金星和行星探索構成新的挑戰。
“如果任務執行成功，其速度和相對較低的成本可能會為前往金星和許多其他目標的任務開闢一條新途徑，”艾森伯格說。但這些新途徑也可能構成 NASA 需要考慮的又一個類別，以便從其已經捉襟見肘的預算中劃撥資金。“投資的科學回報可能與評估中的任何其他因素同等重要，”艾森伯格總結道。
金星營銷
然而，除了對各種公共和私人倡議的擔憂之外，VEXAG 最近一次會議的另一個焦點是一項戰略草案，該草案為未來的金星探索提供了更清晰的理由。
這份檔案由聖路易斯華盛頓大學的行星科學家保羅·伯恩詳細介紹。在許多方面，它可以被描述為呼籲更好地營銷金星。伯恩說，這個世界不乏令人興奮的科學問題：在沒有保護性地磁場的情況下，這顆行星如何保持其濃厚的大氣層？它何時以及如何失去許多研究人員確信它曾經擁有的海洋？為什麼它的表面看起來如此年輕且相對沒有隕石坑？
但伯恩個人最喜歡的是一個直截了當的統一問題
為什麼我們的兄弟行星不像我們的雙胞胎？或者也許我們弄反了：伯恩問道，為什麼地球這個金星大小的世界，不更像它的邪惡雙胞胎呢？
“如果我們想了解地球上生命興起的條件，以及我們星球似乎能夠維持數十億年宜居條件的能力，那麼我們必須瞭解金星是如何、為什麼以及何時最終變成如此不同的狀態的，”伯恩說。“這樣做不僅可以讓我們對我們自己的世界有一些重要的見解，而且還將[也]有助於指導我們在圍繞其他恆星執行的軌道上尋找類地世界。”
在所有關於金星探索計劃的陰暗動盪中，VEXAG 的忠實擁躉們似乎確信一件事：金星不會讓他們失望，因為它會逐漸揭示它的秘密。但首先他們必須到達那裡。