隨着多個漫遊車的登陸和一項將樣本送回地球的任務，火星幾十年來一直主導着對太陽系中生命的搜尋。但對於金星，也有一些新的關注。在2021年12月10日發表的一份新報告中，一個由麻省理工學院(MIT)研究人員領導的團隊闡述了一套科學計劃和理由，這套由私人資助的任務將在距離太陽第二顆行星的超酸性大氣中尋找生命的跡象。
MIT地球、大氣和行星科學系(EAPS)1941級行星科學教授、計劃中的金星生命探測任務的主要調查員Sara Seager說道：“我們希望這是一個新模式的開始，在這個模式下，你可以更便宜、更頻繁、更集中地進行探測。這是一種更新、更靈活、更快速的方式來進行空間科學。它是非常MIT”
第一個任務定於2023年發射，由位於加州的Rocket Lab管理和資助。該公司的Electron火箭將在其Photon航天器上發送一個50磅的探測器，以此展開為期5個月、長達3800萬英里的金星之旅，所有這些都是為了在金星的雲層中滑行3分鐘。
該探測器將使用一個專門為該任務設計的激光儀器，旨在探測它在短暫下降到雲霧中遇到的液滴中發生複雜化學反應的跡象。在液滴中檢測到的熒光或雜質可能表明那裡可能有比硫酸更有趣的東西在飄蕩並為金星大氣層的某些部分可能是可居住的這一想法增加彈藥。
Seager說道：“人們已經談論前往金星的任務很長時間了。但我們已經想出了一套新的集中的、小型化的儀器來完成這項特殊的工作。”
Seager同時也是物理系和航空航天系的聯合任職者。她表示，跟火星相比，金星是天體生物學中容易被忽視的兄弟姐妹。最後一次進入金星大氣層的探測器是在20世紀80年代發射的並且受到當時可用儀器的限制。雖然NASA和ESA計劃在本十年晚些時候向金星發射任務，但都不會搜索生命的跡象。
Seager說道：“金星上有這些揮之不去的謎團，除非我們直接回到那裡，否則我們無法真正解決。而揮之不去的化學異常現象為生命的可能性留下了空間。”
據悉，這些異常現象包括大量的氧氣、無法解釋的二氧化硫、氧氣和水的比例以及存在成分不明的雲粒子。而更有爭議的則是，Seager所在的小組於去年報告稱在金星大氣中發現磷化氫氣體，而這種氣體在地球上只由生物和工業過程產生。
不過之後，有其他天體物理學家對探測到的磷化氫提出質疑，但Seager表示，這一發現總體上為金星任務帶來了積極的動力。“整個磷化氫的爭論使人們對金星更感興趣。它讓人們更認真地對待金星。”
無論是否有磷化氫，計劃中的任務將集中在金星的大氣層，因為它是這個星球上最有可能適合居住的環境。雖然失控的溫室效應使金星的表面成為一個無水的地獄，那裡熱得足以融化鉛，但大氣層中的雲層卻保持着適合我們所知的生命的溫度。
Seager說道：“如果金星上有生命，那就是某種微生物類型的生命，並且它幾乎肯定是居住在雲層顆粒中。”
然而金星的雲層雖然相對溫和，但對可居住性構成了其他挑戰。首先，它們主要由濃縮的硫酸組成，其酸性比地球上的任何棲息地都要強數十倍。雲層外的大氣也非常乾燥，比智利的阿塔卡馬沙漠還要乾燥50到100倍。
為了評估這些酸性、乾枯的雲層的潛在可居住性，報告小組查閱了文獻並進行了一些實驗。“我們着手做一些新的科學，為任務提供信息，”Seager說道。
報告背後的國際團隊包括來自佐治亞理工學院、普渡大學、加州理工學院和行星科學研究所的研究人員，另外並由Breakthrough Initiatives資助。除了領導該團隊的Seager之外，MIT EAPS研究成員Janusz Petkowski擔任副首席調查員。
根據實驗結果，該報告推測，生命可能以各種方式存在於硫酸液滴中。它可能居住在耐酸脂質的囊泡中或它可以通過產生氨來中和硫酸，而氨可以將硫酸的pH值降低到地球上愛好酸的微生物所能容忍的水平。或者，從理論上講，金星雲生命可能依賴於一種能夠容忍硫酸的生物化學，這跟地球上的任何東西都不同。
關於乾燥問題，報告指出，雖然平均而言，大氣層對於生命來說可能過於乾旱，但可能存在濕度相對較高的可居住區域。
根據他們的研究，該小組還為這次任務選擇了科學有效載荷–它被限制在只有1公斤。Seager表示，他們最終選擇了一種被稱為自發熒光侄子儀的儀器，因為它可以完成任務，而且體積小、價格便宜且可在壓縮的任務時間內快速建造。
該儀器目前正由一家位於新墨西哥州的名為Cloud Measurement Solutions的公司和一家位於科羅拉多州的名為Droplet Measurement Technologies的公司建造。該儀器的部分資金來自MIT的校友。
一旦探測器進入金星大氣層，該儀器將用激光從窗口照射到雲顆粒上，使其中的任何複雜分子發光或發出熒光。許多有機分子如氨基酸色氨酸都具有熒光特性。
Seager表示：“如果我們看到熒光，我們就知道雲霧粒子中存在有趣的東西。我們不能保證它是什麼有機分子，甚至不能確定它是一個有機分子。但它會告訴你有一些令人難以置信的有趣的事情發生。”
該儀器還將測量從液滴反射回來的光的模式以確定其形狀。純粹的硫酸液滴將會是球形的。任何其他情況都會表明有更多的事情發生，而不是滿足自發熒光的侄子儀。
但不管2023年的任務發現了什麼，這套任務中的下一個任務已經被計劃在2026年進行。該探測器將涉及一個更大的有效載荷–一個可以在金星的雲層中停留更長時間並進行更廣泛的實驗的氣球。該任務的結果可能為金星生命發現者任務概念的高潮奠定基礎，即將金星的大氣樣本帶回地球。