乍一看，金星似乎不太可能存在生命。地表温度高达475摄氏度，足以熔化铅。压力比地球高90倍。大气中充满了硫酸。它根本不像地球。
然而，地表上方约60公里的大气层条件更为宜居。这里的温度和压力与地球非常接近。事实上，天文学家和空间科学家长期以来一直在收集证据，表明金星大气层这一区域正在发生一些奇怪的事情。
这些证据包括各种不应该存在或用传统化学几乎无法解释的化学特征。这引发了一个问题：这些信号是否是金星生命的证据？
现在，一项旨在寻找这些特征来源的私人资助任务计划于2023年5月发射。麻省理工学院领导的团队（称之为“金星生命探测任务”）表示，他们的航天器将在金星云层中寻找生命迹象。
天文学家长期以来注意到金星云层中各种奇怪的现象。大约100年前，他们在大气中发现了似乎吸收紫外光的特征。这些特征与金星大气的旋转同步移动。
其他人也发现了这种“异常紫外吸收体”的类似证据，它吸收波长在320到400纳米之间的光，并且其浓度和分布随时间变化。麻省理工学院莎拉·西格（Sara Seager）领导的团队表示：“这种未知吸收体效率极高，吸收了超过50%到达金星的太阳能，从而对大气结构和动力学产生影响。”她是该项目的主要研究员。
但没有已知的物质以这种方式吸收光。行星科学家已经调查了各种候选物质，但认为它们要么在金星上过于稀有，要么不具备相同的吸收特性。
云层生命
奇怪的是，地球也有类似的异常吸收现象，称为“红边”。这是因为从地球表面反射的光在光谱的红色部分往往被强烈吸收。
科学家们清楚地知道，这种现象是地表光合作用的结果。因此，金星上存在类似的吸收异常，这增加了那里正在发生某种化学上相似的事情的可能性。
西格及其同事表示：“如果作为光合色素利用，这种高效吸收可以提供大量的代谢能量。”他们继续进一步推测。“金星云层的光谱特征，包括强烈的紫外吸收，与某些类型的陆地细菌的光谱一致。”
另一个奇怪的观察是，一些金星云层似乎充满了大的非球形液滴，称为模式3粒子。研究人员说：“非球形意味着模式3粒子不可能是液体液滴，因此不完全由浓硫酸液体组成。”
各种研究小组推测了这些粒子为何是非球形的。一种可能性是硫酸液滴可以被中和以产生可能使其形状变形的盐晶体。西格及其同事还指出，微生物细胞会改变这些液滴的折射率（以及因此的表观形状）。
生命还需要金属和其他化学物质作为有机反应的催化剂。奇怪的是，金星大气中也含有相当数量的这些物质，尽管确切的细节和浓度仍然未知。
最后一个证据是某些气体以超出热力学平衡的量意外存在。这很重要，因为在金星的生命周期中，大多数化学反应和循环都应该已经达到平衡。
例如，氧气具有高反应性，因此任何从早期太阳系留下的储备现在都应该已经反应形成含氧化合物。甲烷很容易被阳光分解，因此现在应该已经消散了。
除非，当然，某些化学过程迫使它们脱离平衡。在地球上，这种化学过程就是生命，它产生氧气、磷化氢、甲烷和氨，其量不能轻易解释为生物特征。
金星大气中也含有氧气和甲烷，其量不能轻易解释。天文学家最近还发现了意想不到的磷化氢量存在的证据。大气中氨的存在很重要，因为它会中和硫酸，使云层更适合地球生命。
三次飞行
当然，所有这些都不是金星存在生命的证据。为此，需要更强的证据，这种证据只能通过对金星大气进行原位研究的任务来收集。“金星生命探测任务”计划通过一系列三次飞行来完成这项工作。
第一次飞行定于2023年发射，将是对大气层进行弹道式下降，并将在下降过程中使用激光照射、激发和研究有机分子。但这将是一次即兴飞行——下降只提供几分钟的时间来研究温带高度的大气层。
之后，团队计划发射一个气球，它将在大气中漂浮一到两周，可能会收集样本进行船上研究。任务的最后一部分更具雄心——样本返回。这将涉及另一个气球，这次携带一艘火箭，其中包含可以收集样本、升入轨道并返回地球的设备。
第一次任务已得到最佳定义。该飞行器将基于该项目合作伙伴之一、一家名为Rocket Lab的发射公司目前正在为NASA建造的航天器平台。它将携带约1公斤的科学有效载荷，形式是一个名为“自发荧光浊度计”的激光化学分析仪。它还可能携带一台相机，在撞击地面之前转发下降图片。
Rocket Lab还将使用该公司在新西兰或西弗吉尼亚州瓦勒普斯岛的设施发射“电子”运载火箭前往金星。
到目前为止，西格及其同事尚未透露费用，只表示该任务由现有合作伙伴资助，其中包括“突破倡议”——一个私人资助的旨在寻找宇宙中其他地方生命证据的项目。
NASA和欧空局都宣布了各自在2020年代末前往金星的任务。“金星生命探测任务”旨在通过更具针对性来补充这些任务。该团队表示：“一系列私人资助的聚焦金星任务将抓住高风险、高回报科学的机会，这有望回答所有科学中最伟大的谜团之一。”
这是一项有趣的工作，无论成功与否，它都将以其他金星任务未能实现的方式，将世界的注意力集中在我们的近邻上。
参考文献：金星生命探测任务研究：arxiv.org/abs/2112.05153
2022年1月25日更正：本文经过编辑，删除了关于NASA和欧空局金星任务将是轨道飞行器，因此无法直接研究大气的声明。NASA的DAVINCI任务包括一个将进入并研究金星大气层的探测器。
