Проект Venus Life Finder (VLF) предполагает отправку в следующем году спускаемого аппарата, который будет исследовать состав облачного покрова Венеры с целью поиска органических соединений или других биомаркеров. Зонд на Венеру отправится впервые после 30-летнего перерыва. Следующие этапы проекта предполагают исследование атмосферы Венеры при помощи воздушного шара, а затем — доставку образцов атмосферы на Землю.
Возможность существования сейчас или в прошлом жизни на Венере стала в последние несколько лет обсуждаемой темой, особенно на фоне уже несколько приевшегося Марса. Сама поверхность планеты с температурами порядка 300—400 °C и давлением 100 атмосфер для жизни в привычном понимании не подходит, но на высоте несколько десятков километров в облачном слое условия более благоприятны и практически напоминают земные, если не считать преобладание в составе атмосферы серной кислоты. Открытие в облаках Венеры спектральной линии фосфина ещё более оживило ожидания. Фосфин начали рассматривать как возможный биомаркер, но объявили его таковым фактически после того, как его уже обнаружили в венерианской атмосфере, причём эту тему стали развивать как раз авторы исходной работы (подробнее про обнаружение фосфина и его возможную связь с жизнью см. статью по ссылке). Последние экспедиции с посылкой вглубь атмосферы планеты спускаемых аппаратов состоялись более тридцати лет назад, и с того времени основной массив новых данных о Венере — это информация с орбитальных станций или земных телескопов.
В конце 2021 года было объявлено о запуске негосударственного проекта VLF, или Venus Life Finder, который будет специально заниматься поиском биомаркеров в облаках на Венере, для чего туда будут отправляться зонды, оснащённые соответствующей научной аппаратурой.
Очевидно, это не первая идея поискать жизнь в венерианских облаках. Первые такие проекты обсуждались ещё в 1967 году, а автором идеи был астрофизик и популяризатор науки Карл Саган. С того времени сквозь атмосферу Венеры проникло несколько спускаемых аппаратов. Они обнаружили достаточно много необычных химических соединений в воздухе. Но последние зонды исследовали атмосферу в 1980-х годах. С тех пор кардинально изменились технологии и методики анализа, при помощи которых можно бы было искать жизнь или хотя бы следы органики, а также получило развитие всё поле астробиологии. Поэтому, видимо, назрело время возобновления исследования венерианской атмосферы уже под новым углом — с точки зрения биохимии. Проект VLF включает три стадии, и даже первый его этап достаточно амбициозный. Команда VLF заключила договор с Rocketlab, согласно которому в атмосферу Венеры в 2023 году в соответствующее окно запуска отправится зонд. Rocketlab обеспечивает ракету и собственно запуск и доставку её полезного груза к Венере. Основные части космического корабля — ракета-носитель «Электрон», космический аппарат «Фотон» и зонд для входа в атмосферу.
К сожалению, сам зонд сможет собирать информацию в верхних слоях венерианской атмосферы (с самым благоприятным «климатом») всего в течение трёх минут. Но хотя бы из этих трёх минут нужно извлечь максимум. Основной научный прибор аппарата — автофлуоресцирующий нефелометр (AFN), который может заставить светиться органический материал, если он в облаках Венеры присутствует.
Венерианские зонды в своё время обнаружили некоторые странного вида молекулы, которые так просто не объяснить наличием жидкой серной кислоты или её производных в атмосфере. Частицы в атмосфере Венеры с соответствующими свойствами называют «частицами моды 3» (Mode 3 particles), и они наиболее интересны с точки зрения научного потенциала будущих венерианских проектов. Нефеломер AFN работает с технологиями, которые уже нашли коммерческое применение — например, такие приборы используются на самолётах для анализа атмосферы за бортом воздушного судна. Результаты первого этапа, то есть возвращения к спускаемым зондам, которые за несколько доступных минут собирают и передают на Землю информацию, позволят подготовиться к следующему проекту — спуску в атмосферу при помощи воздушного шара.
Модальное разбиение частиц венерианской атмосферы идёт ещё со времён исследований при помощи станций «Пионер» и «Венера». Изначально это была просто классификация частиц по размерам. Первые результаты анализа состава атмосферы включали изучение при помощи спектрометра для определения размеров частиц, или LCPS (Cloud Particle Size Spectrometer) на станции «Пионер» (Pioneer Venus mission) в конце 1970-х годов. «Венеры», очевидно, располагали сопоставимым научным инструментарием. В то же время появились первые научные работы с анализом атмосферы. Заметили, что частицы на больших высотах в атмосфере Венеры можно разделить на две или три категории: мода 1 — частицы размером 0,15—0,2 мкм, мода 2 — 1—1,25 мкм, и оказавшаяся самой интересной для будущих исследований мода 3 — 3,5—4 мкм. Впрочем уже тогда высказывались сомнения о существовании «моды 3» — это могла быть просто хвостовая часть распределения частиц моды 2. Верхние слои облачного покрова имели только двумодальное распределение частиц, и частицы моды 3 появлялись только в средней и нижней части атмосферы на высотах порядка 50 км. Как и в почти любой новой области науки, первые результаты были описательными с попытками классификации того, что удалось разглядеть. О природе различных «мод» астрономы начали задумываться позже, но терминология осталась с тех времён — так же, как мы пользуемся архаичными терминами «моря» и «океаны» для Луны.
Идея отправки на Венеру аэростата — не новая. В мечтах некоторых глядящих особенно далеко в будущее футуристов уже вырисовывалась картина, в которой воздушные аэростаты поддерживают «на плаву» целые венерианские города. Проект VLF претендует на гораздо более скромные результаты. Предполагается спуск воздушного шара и гондолы, и, кроме этого, с этого нехитрого приспособления вниз выстрелят несколькими зондами, которые попытаются собрать данные об атмосфере, опустившись немного ниже (сколько позволит обстановка). Научный инструментарий такого аппарата, возможно, будет включать спектрометр для поиска особых газов, которые можно рассматривать в качестве биосигнатур, а также микроэлектронное устройство, реагирующее на металлы, и высокочувствительный датчик кислотности (pH); он определит параметры среды непосредственно в месте аэростата. Большинство из этих технологий уже обкатаны, только необходимо доработать источник питания для спектрографа — концентратор жидкого топлива.
Если бы всё пошло удачно, вишенкой на торте стала бы третья из миссий VLF — возврат образцов с Венеры. Этот проект послужил бы идеальным дополнением к планируемой миссии возвращения образцов с Марса, а также к уже реализованной доставке материала с Луны (которого в распоряжении земных лабораторий уже скопилось около полутонны). Эта гипотетическая третья миссия VLF предусматривает также воздушный шар, но он будет оснащён ещё и ракетой, которая сможет выстрелить контейнер с венерианской атмосферой обратно в сторону Земли. Нужно оговориться, что этот этап на сегодняшнем уровне технологий выполнить ещё малореально. Прежде всего необходимо разработать надлежащие технологические решения для захвата и затем хранения образцов венерианской атмосферы, не говоря уже о всём остальном (ракета, стартующая с воздушного шара и всё такое). Тут бы хоть привезти камни с Марса, которые собирает Perseverance, на что в самом благоприятном сценарии уйдёт десять лет, при том, что соответствующие технологии сбора образцов и запуска ракет с космического тела обкатаны лучше. Но если удастся реализовать хотя бы первый этап проекта VLF с атмосферным зондом (впервые после тридцатилетнего перерыва) — это уже будет успех. Даже если в облаках не найдут летающих микробов — наверняка это стимулирует у научной общественности, которая сейчас сконцентрирована на Марсе, интерес к, возможно, первой обитаемой планете Солнечной системы.
