幾十年來，科學家們一直將金星視為地球墮落的疏遠姐妹。金星一度被認為是很有希望的行星目的地，因為它在大小和質量上與我們自己的世界幾乎相當，但機器人探測器顯示，金星是一個高壓鍋般的星球，不利於生命存在——也不利於進一步探索它。然而，現在，關於金星可能存在生物圈的暗示正在增強人們對我們姐妹世界的濃厚興趣。
9 月 14 日，由威爾士卡迪夫大學的簡·格里夫斯領導的一個國際研究團隊宣佈，探測到磷化氫氣體 徘徊在該行星大氣層的較淺層，那裡的溫度和壓力相對溫和。在地球上，磷化氫僅透過工業或在無氧環境中繁衍生息的微生物產生——這意味著它可能是一種潛在的“生物特徵”，表明存在生命。如果得到證實，這一發現將指向兩種可能性之一：在沒有生命的金星上存在奇異且完全出乎意料的地球化學，或者在該行星宜人的雲層中存在某種形式的空中外星生物。
這一重磅訊息引發了全世界的興奮，其中包括 NASA 局長吉姆·布里登斯廷。在Twitter上，他稱這一發現是“迄今為止在構建地球外生命案例中最重大的進展”，並總結建議在規劃未來的星際任務時“優先考慮金星”。
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擬議的探測器
來自金星的生動訊息——以及布里登斯廷對進一步探索那裡的明顯認可——來得正是時候。例如，在其“發現計劃”下，NASA 正在考慮在十年末發射四項太空任務，其中兩項將是軌道飛行器，旨在仔細檢查這顆籠罩在雲霧中的岩石星球。
DAVINCI+（金星深層大氣層惰性氣體、化學和成像增強探測任務）任務包括一個軌道飛行器，作為其探測的一部分，該軌道飛行器將派遣一個儀器探測器進入金星大氣層。其競爭對手，“尋求真相”的 VERITAS（金星發射率、無線電科學、干涉合成孔徑雷達、地形和光譜學）軌道飛行器目前不包括大氣探測器。相反，該航天器將專注於雷達掃描，以幫助確定該行星的地質歷史。NASA 預計將在明年某個時候宣佈其在這些競爭任務和另外兩項任務中的選擇。
除了當前的“發現級”候選者之外，一項新完成的金星旗艦任務研究提出了一個更雄心勃勃的一體化計劃，該計劃將派遣一個軌道飛行器、著陸器、兩顆小型衛星和一個可變高度的航空機器人來偵察我們的姐妹世界。其支持者表示，這樣的任務可以在 2031 年 6 月啟航，在 2034 年將其五個科學平臺放置在金星上，並最終在 2035 年 5 月在金星表面著陸。
並非只有 NASA 關注金星。歐洲航天局 (ESA) 正在考慮一項名為 EnVision 的行星掃描雷達探測器，該探測器可能在 2032 年發射。此外，俄羅斯擬議的“金星-D”任務最早可能在 2025 年發射升空。該任務最初被宣傳為與美國預計的合資企業。俄羅斯航天局 Roscosmos 現在表示，雖然它不拒絕與該國合作，但它正在避免“廣泛的國際合作”。這一說法反映了俄羅斯，比任何其他航天大國都更早地主導了金星的探索——併力求保持其在該領域的領先地位。
俄羅斯航天局局長德米特里·羅戈津最近表示：“我們認為金星是俄羅斯的行星，所以我們不應該落後。” 因此，據報道，一項由俄羅斯主導的、由多個任務組成的綜合金星研究計劃正在制定中。
BepiColombo 的驚鴻一瞥
值得慶幸的是，為尚未獲得資助的太空機構任務標記日曆，以解開金星揮之不去的謎團，並不是唯一可用的選擇。還有其他機會可以近距離觀測這顆行星，包括下個月即將到來的機會。
ESA 的 BepiColombo 探測器 於 2018 年 10 月發射升空，目標是水星。但為了到達其目標，該探測器的軌跡包括兩次金星加速飛掠，第一次在 10 月中旬，第二次在 2021 年 8 月。該任務的科學家表示，BepiColombo 的一些旨在研究水星的儀器也可以用於偵察金星大氣層。
美國聖十字學院的達比·戴爾是 NASA 金星探索分析小組的主席，他說：“雖然第一次飛掠已經計劃好，但有可能配置第二次飛掠來尋找磷化氫。”
即便如此，戴爾補充說，為了將磷化氫的發現置於行星背景下，她和其他研究人員必須透過測量大氣水蒸氣和地表“水合”礦物質來更多地瞭解金星當前的宜居性。“因為水是宜居性的關鍵，至少對於我們所知的生命而言，追蹤水才是這裡真正重要的，”她說。
西南研究院 (SwRI) 的高階研究科學家坎迪·傑瑟普表示，現實情況是，在掌握一些關鍵資訊之前，金星磷化氫之謎仍將無法解開。“關於金星大氣層中生物特徵的明確宣告取決於我們對雲層內發生的化學反應、金星活躍火山活動的速率以及金星活躍火山活動與當前雲化學之間可能存在的聯絡的瞭解程度，”她說。所有新的金星任務提案都旨在推進我們對這顆行星環境的必要廣泛理解的某些方面。但是，沒有一項任務可能單獨回答關於我們的姐妹世界是否真的存在生命的關鍵問題。
將金星帶回地球
如果隨後對金星大氣層的探測揭示了更多生物特徵和宜居性的跡象，那麼有一種可能性可以單獨提供生命的確鑿證據：取樣返回任務，從可能宜居的金星雲層中收集潛在的有機物質，並將其運回地球。華盛頓州立大學的兼職教授、天體生物學家德克·舒爾茨-馬庫奇在提出一些警告後表示，這就是他的觀點。
舒爾茨-馬庫奇說，為了讓微生物在金星的雲層中繁衍生息，那裡的硫酸含量豐富而水資源稀缺，它們必須適應地球微生物無法忍受的條件。“但這並不意味著它們不可能存在，”他補充道。事實上，舒爾茨-馬庫奇認為，找到更多金星存在生命的證據可能會使天體生物學家擺脫“傲慢”，即認為地球生命表現出的對極端條件的適應性始終是最優的。
舒爾茨-馬庫奇說：“在地球上，只有少數幾個地方具有高酸性，而且沒有一個像金星那樣極端，因此地球生命沒有太多動力進化出這種適應性。” “然而，在金星上，生命可能有長達十億年的時間來進化出這樣的適應性”，因為失控的溫室效應逐漸將曾經溫和的世界推入其現在的地獄般的狀態。
私營部門加緊行動
與此同時，在金星上發現潛在的生物特徵正在刺激私營部門做出反應。例如，由私人資助的太空科學專案“突破性倡議”正在資助一項研究，由頂尖專家進行，旨在闡明在金星惡劣的天空中可能存在的原始生命的引數。
該小組由麻省理工學院的天體物理學家薩拉·西格爾領導，她也是磷化氫發現研究的合作者。她的任務是“突破界限，試圖瞭解在非常惡劣的金星大氣層中可能存在什麼樣的生命，以及金星任務可以尋找哪些進一步的生命證據，”她說。
還有 Rocket Lab，一家為小型衛星提供私人美國航空航天製造商和發射服務的公司，該公司計劃明年進行其首次深空任務：向月球傳送 NASA 有效載荷。這次月球之旅僅僅是一個更雄心勃勃的嘗試的前奏：一個微型金星大氣探測器，以尋找更多證據來支援或反駁那裡可能存在的生命。該任務搭載該公司的小型專利 Photon 航天器，乘坐該公司的一枚 Electron 火箭，最早可能在 2023 年發射升空。
Rocket Lab 的創始人兼執行長彼得·貝克說：“我完全被金星迷住了。” “關於一顆與地球如此相似的行星，我們可以學到很多東西。我們瞭解地球上存在的生命，但金星上的生命可能與我們所知的一切截然不同。如果我們能夠證明地球外存在生命，那麼可以合理地假設生命可能在整個宇宙中廣泛存在。”
此外，貝克說，除了尋找生命之外，金星還可以提供另一個資訊。“透過研究金星，我們可以解開大量關於氣候變化的資訊，”他說。“金星曾經可能與地球非常相似，擁有海洋和水。然後，它被二氧化碳的迷霧籠罩，引發了失控的溫室效應，將溫度推向極端，並將這顆行星變成了今天的地獄景象。透過更仔細地觀察金星，我們或許能夠一窺在氣候變化失控的情況下地球可能面臨的未來。”
是生命嗎？拭目以待
NASA 艾姆斯研究中心的天體生物學家克里斯·麥凱說，據稱探測到的磷化氫確實很有趣。但他質疑磷化氫是否真的可以被視為生物特徵。
關於金星上存在磷化氫的說法取決於對行星大氣層光譜中單個特徵的解釋，該特徵被歸因於該氣體的存在。研究人員在兩個獨立的設施收集的光譜中看到了磷化氫線：位於夏威夷莫納克亞山的詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠鏡和位於智利的阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列天文臺。麥凱說，雙重探測對於證明該發現是真實的論點是一個福音，但“穩健的探測應該有幾個相對一致的光譜特徵”，而不僅僅是一個。
金星空中生物學的倡導者有力地證明了這顆行星上沒有磷化氫的天然來源，麥凱補充道。然而，同樣有力的論點也可以證明，由於所謂的宜居雲層區貧水且富含硫酸，因此實際上根本不適合生命存在。“所以現在就得出任何結論都為時過早，”他說。“基本上，我們對磷化氫如何在金星上存在沒有連貫的理論……現在不要把全部賭注都押在生命上。它可能不是磷化氫。即使是磷化氫，也可能不是生物來源的。”
與麥凱一樣，西南研究院行星科學專案主任羅伯特·格林也是“拭目以待”陣營的堅定支持者。他概述了一個研究人員接下來應該做的清單：“弄清楚觀測結果有多好。審查他們關於不存在非生物機制的說法。看看 NASA 的佇列，看看有什麼合適的，”格林說。“如果它們存在，這些微生物至少已經存在數億年了。它們可以再等十年。”