Venus er blevet nyhedsstof, efter forskere har fundet gasarten fosfin i den tætte atmosfære, der omgiver planeten.
Opdagelsen er blevet opfattet som et tegn på, man nu næsten har fundet liv på Venus - det har Videnskab.dk skrevet om i artiklen Tegn på liv? Fund af gasart i Venus' atmosfære undrer forskere.
Så simpelt er det nu ikke, men der er i hvert fald nu et ønske om hurtigt at kunne sende en rumsonde til Venus for at undersøge sagen nærmere.
Fosfin er en giftig gas med formlen PH3 der viser, at hvert molekyle er opbygget af et fosfor-atom og tre brintatomer.
Det er en såkaldt biomarkør, fordi fosfin her på Jorden naturligt kun dannes ved biologiske processer. Hvis det samme er tilfældet på Venus, vil fosfin derfor være et ret sikkert tegn på liv.
Men vi ved ikke, om det på Venus er muligt, at fosfin kan dannes på andre måder end ved biologi.
Det eneste, vi ved, er, at det kræver energi at fremstille fosfin - mere energi, end man normalt finder i naturen her på Jorden. Vi vender tilbage til dette spørgsmål senere i artiklen.
Det er dog sikkert, at opdagelsen af fosfin har ført til en fornyet interesse for at lede efter liv på Venus. Det fører til to spørgsmål:
- Hvilke muligheder har vi for hurtigt at følge op på opdagelsen ved at sende en rumsonde til Venus?
- Hvor meget kan vi stole på de såkaldte biomarkører, som kan observeres her fra Jorden, og som bruges til at argumentere for liv på Venus?
\ Om artiklens forfattere
Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.
I snart 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.
De står bag bogen 'Det levende Univers' og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet 'Stubberne'.
At undersøge Venus kræver en særlig rumsonde
Det kræver en ret speciel rumsonde at følge op på fosfin-opdagelsen. Sonden skal nemlig helst kunne opholde sig i flere uger i selve skylaget, for at kunne måle hvor og hvordan fosfinen er dannet.
De rumsonder, som de store rumagenturer som NASA og ESA planlægger, går enten i bane om Venus eller flyver tværs gennem skylaget for at landsætte en sonde på overfladen.
Derfor kan vi risikere at skulle vente til efter 2030 med at få en sonde, hvis mål er selve skylaget.
Det er længe at vente, men nu ser det ud til, at to meget forskellige mænd måske kan afkorte ventetiden.
Privat firma Rocket Lab er specialiseret i små satellitter
Den ene er Peter Beck fra New Zealand. Han grundlagde i 2006 et firma ved navn Rocket Lab, der specialiserer sig i at opsende små satellitter.
Til det formål har firmaet udviklet en raket kaldet Electron, som med en højde på kun 17 meter og en startvægt på 12,5 ton afgjort hører til de meget små raketter.
Det er med denne raket, Peter Beck nu planlægger at sende en sonde til skyerne omkring Venus allerede i 2023, for at undersøge hvorfra fosfinen stammer. Opsendelsen skal ske for private midler.
Electron har været opsendt 14 gange med kun 2 fiaskoer, og den har sendt mange små satellitter i bane om Jorden.
Indtil nu er alle opsendelser sket fra New Zealand, men firmaet har nu flyttet sit hovedkvarter til USA, fordi de også opsender satellitter for NASA.
Således har de fået en kontrakt på en månesonde, som skal opsendes til næste år.
Rocket Labs løsning er hurtig og billig
Rent raketteknisk er der ikke så langt fra Månen til Venus, for Rocket Lab har udviklet noget, de kalder for en ’satellite bus’ ved navn Foton, som er en mellemting mellem et 3. trin og et lille rumskib.
Det vejer kun 300 kg og er indrettet, så man bare kan anbringe en lille satellit på toppen af Foton – så skal Foton nok sørge for at passe godt på satellitten, til den når frem.
Det er Foton, der skal sende sonden til Månen, og som med mindre ændringer skal sende en 15 kg tung sonde ned i Venus-atmosfæren.
Der er kun 3 kg til de videnskabelige instrumenter, så det ene instrument, der er plads til, skal udvælges med omhu.
Til gengæld er prisen kun 10 millioner dollar, hvilket kun er et par procent af hvad en ’rigtig’ rumsonde koster.
Selv om forsøget mislykkes, så er det et vigtigt signal til forskerne om, at det er muligt både hurtigt og billigt at komme ud i rummet, hvis der opstår et behov.
Russisk milliadær har ansat navnkundig astronom
Den anden mand er den russiske milliardær Yuri Milner, der står bag de såkaldte Breakthrough-projekter.
Det er projekter, som, Milner mener, kan skabe helt afgørende gennembrud for videnskaben, men som har svært ved at blive finansieret.
To af de projekter, han har støttet med ret store beløb, er dels et projekt til at lytte efter signaler fra andre civilisationer, og dels et projekt, der skal undersøge, hvordan man kan bygge en rumsonde, der kan flyve til stjernerne.
Af en pressemeddelelse fremgår det, at man nu vil gå ind i et projekt for at undersøge mulighederne for liv på Venus.
Som leder af projektet er den kendte astronom og ekspert i planeter professor Sara Seager blevet ansat, og alene dette viser, at det et projekt med en vis videnskabelig tyngde.
Man vil undersøge muligheden for at sende en sonde til Venus, hvis man finder tegnene på liv tilstrækkeligt overbevisende, og med de penge, Milner hidtil har vist sig villig til at poste i den slags projekter, er det noget, der skal tages alvorligt.
Venus har nok haft have engang
Da man opdagede, at Venus har en overfladetemperatur på 480 grader på grund af en løbsk drivhuseffekt i den tætte atmosfære af CO2 , mistede man på mange måder interessen for planeten.
Dommen lød med det samme, at Venus naturligvis måtte være helt død – og det er den da nok også nede på overfladen.
Men det har nok været for hastig en dom. Der er således ret sikre tegn på, at der engang har været have på Venus.
Alene det viser, at Venus ikke altid har været så varm som den er nu. Se artiklen Jagten på liv: Derfor skal vi tilbage til Venus.
Med have har der været mulighed for liv, og da Venus blev varmere, kunne nogle mikroorganismer, i hvert fald i teorien, have bevæget sig op i det meget tætte skylag, som omgiver planeten.
Ganske vist består skyerne af koncentreret svovlsyre, men til gengæld er temperaturen 50 km oppe ganske behagelig mellem 30 og 70 grader med et lufttryk omtrent som på Jorden.
\ Læs mere
Kun to sonder har udforsket Venus
Vi ved jo fra Jorden, at der findes mikroorganismer, der trives under forhold, som vi vil anse for absolut dødelige, så mikroorganismer, der trives i koncentreret svovlsyre, er ikke på forhånd en umulighed.
Man skulle tro, at udforskningen af Venus-skyerne derfor ville have en høj prioritet.
Det har nu ikke været tilfældet, for kun to gange har russiske sonder sendt balloner ned i atmosfæren, som i ro og mag kunne studere skyerne.
Det var sonderne Vega 1 og 2, der blev opsendt i 1986 for at udforske Halleys komet, men som på vejen lige tog sig tid til både at sende balloner ned i Venus-atmosfæren og landsætte instrumenter på overfladen.
De to balloner nåede at sende data hjem i næsten to døgn fra en højde på omkring 50 km. De ankom på natsiden, men blev hurtigt blæst over på dagsiden på grund af de meget kraftige vinde, som blæser i den øvre atmosfære.
Man siger, at den øvre atmosfære ’superroterer’, altså roterer langt hurtigere end planeten selv.
Venus har et døgn på 243 jorddøgn, mens den øvre atmosfære klarer en runde på bare 4 døgn – altså en 60 gange hurtigere rotation end selve Venus, hvilket jo giver noget af et stormvejr højt oppe i atmosfæren.
Rent biologisk har ’superrotationen ’ af den øvre atmosfære den fordel, at eventuelle mikroorganismer ikke kommer til at opleve mange uger i mørke og kulde. Hvis der er nogen, vil de opleve en rimelig hurtig vekslen mellem nat og dag.
Hverken Vega 1 eller 2 fandt tegn på liv, men deres hovedopgave var nu også kemiske analyser.
\ Læs mere
Tegn på liv på Venus?
Selv i en stor kikkert kan man ikke se andet på Venus end et tæt skydække, der dækker planeten fra pol til pol.
Derfor er de eneste billeder, vi har af overfladen, taget med radar af en satellit i bane om Venus.
Dog må vi ikke glemme, at russerne i 1970'erne landsatte en række Venussonder på selve overfladen. På grund af den høje temperatur virkede de kun et par timer, men nåede dog at sende os direkte billeder fra overfladen.
Venus er derfor meget svær at udforske, især fordi vi nok skal ned i selve det tætte skylag for at finde liv.
Omhyggelige observationer fra satellitter i bane om Venus har dog givet visse tegn på liv i skylaget, men de er alle meget usikre. I denne sammenhæng er fosfin bare den nyeste, men ikke den eneste, biomarkør.
De biomarkører, der for tiden diskuteres, er:
- Fosfin i atmosfæren
- Kemisk ubalance
- Atmosfærens lave indhold af kulilte (CO)
- De mørke pletter
- Ukendte partikler
\ Læs mere
Fosfin i atmosfæren
Det er ikke bare på Venus, man har fundet fosfin, det har man også i atmosfærerne omkring Jupiter og Saturn.
På disse to planeter er der dybt nede i atmosfæren så højt tryk og temperatur, at man godt kan forestille sig en ikke-biologisk produktion af fosfin.
Men så energirige miljøer findes ikke i skyerne omkring Venus (så vidt vi ved), og det fører os derfor tilbage til en biologisk forklaring på dannelsen af gasarten.
Den vulkanske aktivitet på Venus er heller ikke nok til at forklare de observerede mængder. Da fosfin hurtigt nedbrydes, skal den hele tiden produceres.
Her på Jorden er fosfin forbundet med anaerobiske økosystemer, altså økosystemer, som findes i iltfrie miljøer.
Men det ændrer intet ved, at det næste skridt bliver at vende tilbage til laboratoriet for at lære mere om, hvordan mikroorganismer producerer fosfin, eller om gassen også kan produceres ved kemiske processer, der ikke har noget at gøre med biologi, og som heller ikke kræver meget store energimængder.
Kemisk ubalance i atmosfæren
Vi kender kemisk ubalance fra Jordens atmosfære, som indeholder både metan og ilt.
Ilten vil meget hurtigt nedbryde metanen, så eksistensen af metan viser, at gasarten hele tiden produceres – og det sker her på Jorden gennem biologiske processer.
På Venus har man både svovlbrinte og svovldioxid. Også disse gasser vil reagere med hinanden, så på en eller anden måde må de hele tiden dannes.
Her på Jorden kan de dannes af anaerobiske bakterier, altså af bakterier, som kan leve uden ilt.
Men de kan også dannes ved vulkansk virksomhed, og vi ved, at der er vulkaner på Venus.
\ Læs mere
Atmosfærens lave indhold af kulilte
På Venus burde solstråling og lyn kunne producere kulilte (CO) ud fra den tætte atmosfære af kuldioxid (CO2), men gasarten er sjælden på Venus.
Vi ved fra Jorden, at mange bakterier bruger kulilte i deres stofskifte – men der findes også ikke-biologiske processer, som kan fjerne kulilten fra atmosfæren.
Der er blevet foreslået biologiske processer, hvor mikroorganismer på Venus kunne fjerne kulilte ved at kombinere kulilte med svovldioxid og muligvis brint til at danne svovlbrinte og carbonylsulfid, som man forresten også har fundet på Venus.
Teori, men intet bevis.
\ Læs mere
De mørke pletter
De såkaldt ’Mørke Pletter’ er områder af Venus-atmosfæren, der absorberer især ultraviolet lys fra Solen.
Disse pletter kan eksistere i flere dage og ændrer hele tiden deres form og evne til at absorbere lys.
Vi har ingen oplagt forklaring, men vi kender mikroorganismer her på Jorden, som absorberer lys på lidt samme måde som de mørke pletter i Venus-atmosfæren.
Forskerne har studeret, hvad ændringerne i pletternes evne til at absorbere lys kan betyde.
De ændrer den såkaldte Albedo, der er et mål for, hvor meget af Solens lys, der bliver absorberet af planeten, og hvor meget der bliver kastet tilbage til rummet.
Det er klart, at ændringer i albedoen kan have stor betydning for klimaet på en planet.
På Venus skaber albedoændringerne store variationer i mængden af solenergi, der absorberes af skyerne, og dermed cirkulationen af Venus 'atmosfære.
De kan forklare den såkaldte superrotation af en øvre atmosfære, hvor vindhastighederne kan komme over 320 km i timen.
Ukendte partikler
Rumsonder har på deres vej ned gennem atmosfæren fundet aflange partikler på omkring en mikrometer, hvilket svarer til form og størrelse af mange jordiske mikroorganismer.
Men uden en nøje analyse af disse partikler kan man jo ikke rigtig bruge denne oplysning til noget, og analysen er heller aldrig blevet foretaget.
Der er dog fremsat en ganske interessant teori om disse partikler, nemlig at de er dækket af ringformede polymerer bestående af 8 svovlatomer, kaldet S8-molekyler.
Disse molekyler er uigennemtrængelige overfor de ætsende virkninger af svovlsyre.
Desuden absorberer S8 ultraviolet lys og genudsender det i synlige bølgelængder.
Hvis partiklerne er mikrober, kunne de have overtrukket sig selv med S8, hvilket så gør dem modstandsdygtige over for dråber af koncentreret svovlsyre i skyerne.
Det er endda blevet postuleret, at S8 eksisterer som et resultat af mikrobiel aktivitet.
Er dette så nøglen til livet på Venus? Desværre er det kun en helt ubevist teori.
De næste rumsonder til Venus
Vi kan diskutere liv på Venus i en uendelighed, men vi kommer nu engang ikke videre, før vi sender store rumsonder til Venus, som for alvor kan udforske det tætte skylag.
Ser vi på de sonder, som lige nu er under planlægning, har de helt andre opgaver.
NASA har sonderne DAVINCI+ og VERITAS.
DAVINCI+ skal landsætte end sonde på overfladen og naturligvis undersøge atmosfæren på vejen ned. Det giver ikke de ugelange ophold i skylaget, som er nødvendige.
VERITAS skal radarkortlægge overfladen, så her er heller ikke noget at hente, hvad angår fosfin.
Europa arbejder på en rumsonde ved navn ENVISION, hvis hovedopgave er at radarkortlægge overfladen, selv om der dog også skal foretages spektroskopiske analyser af atmosfæren og skyerne.
Men det er fjernmålinger taget fra en højde på flere hundrede kilometer.
Her kan man lære en del om skyerne, men der er nu intet, der kan erstatte det ’at være der selv’.
Desuden skal Envision først opsendes i 2032.
Også Indien planlægger en sonde, som skal opsendes i 2023 for at kredse om Venus og derfra studere atmosfæren.
Endelig planlægger russerne en sonde til opsendelse omkring 2030, som skal bestå af en lander og en orbiter.
Det, man har brug for, er en sonde, som med mange forskellige instrumenter i ugevis kan krydse gennem skylaget.
Det vil være nærliggende at forestille sig en rumsonde, der transporteres rundt i skylaget af en slags luftskib, eller måske endda et fly, og så er vi nok ovre på den anden side af 2030, medmindre man opdager noget, som for alvor kan sætte fart i bygningen af en sådan Venus-sonde.
Det kan ske ved, at Peter Beck eller Yuri Milner får gennemført deres egne projekter.
Elon Musk og SpaceX har jo allerede vist, at enkeltpersoner og firmaer kan gøre en forskel for rumfarten.
