Введение
2007 Европейская концепция исследования массива космических обсерваторий. Если бы космический аппарат «Дарвин» обнаружил подходящую планету, более детальное изучение ее атмосферы было бы проведено путем получения инфракрасного спектра планеты. Анализируя этот спектр, можно было бы определить химический состав атмосферы, что могло бы предоставить доказательства существования жизни на планете. Наличие кислорода и водяного пара в атмосфере может служить признаком жизни. Кислород очень реактивен, поэтому если в атмосфере планеты присутствует большое количество кислорода, то какой-то процесс, например фотосинтез, должен непрерывно его восполнять. Однако само по себе наличие кислорода не является окончательным доказательством жизни. Например, на спутнике Юпитера Европе существует разреженная кислородная атмосфера, предположительно образовавшаяся в результате радиолиза молекул воды. Численное моделирование показало, что при определенных условиях возможно формирование кислородной атмосферы посредством фотолиза углекислого газа. Фотолиз водяного пара и углекислого газа приводит к образованию гидроксильных ионов и атомарного кислорода соответственно, которые, в свою очередь, производят кислород в небольших концентрациях, при этом водород улетучивается в космос. При образовании O2 в результате фотолиза H2O на больших высотах образуются водородсодержащие соединения, такие как H+, OH− и H2O, которые эффективно атакуют O3 и препятствуют его накоплению. Единственный известный способ существования значительного количества O3 в атмосфере – это образование O2 на небольшой высоте, например, в результате биологического фотосинтеза, и небольшое количество H2O достигает больших высот, где присутствует УФ-излучение. Для планет земного типа одновременное присутствие O3, H2O и CO2 в атмосфере представляется надежной биосигнатурой, и космический аппарат «Дарвин» был бы способен обнаружить эти атмосферные компоненты. Она обращается вокруг своей звезды в теоретической обитаемой зоне, и ученые предполагают, что условия на планете могут быть благоприятными для поддержания жизни.
Were the Darwin spacecraft to detect a suitable planet, a more detailed study of its atmosphere would have been made by taking an infrared spectrum of the planet. By analyzing this spectrum, the chemistry of the atmosphere could be determined, and this could provide evidence for life on the planet. The presence of oxygen and water vapour in the atmosphere could be evidence for life. Oxygen is very reactive so if large amounts of oxygen exist in a planet's atmosphere some process such as photosynthesis must be continuously producing it. The presence of oxygen alone, however, is not conclusive evidence for life. Jupiter's moon Europa, for example, has a tenuous oxygen atmosphere thought to be produced by radiolysis of water molecules. Numerical simulations have shown that under proper conditions it is possible to build up an oxygen atmosphere via photolysis of carbon dioxide. Photolysis of water vapor and carbon dioxide produces hydroxyl ions and atomic oxygen, respectively, and these in turn produce oxygen in small concentrations, with hydrogen escaping into space. When O2 is produced by H2O photolysis at high altitude, hydrogenous compounds like H+, OH− and H2O are produced which attack very efficiently O3 and prevent its accumulation. The only known way to have a significant amount of O3 in the atmosphere is that O2 be produced at low altitude, e. g. by biological photosynthesis, and that little H2O gets to high altitudes where UV is present. For terrestrial planets, the simultaneous presence of O3, H2O and CO2 in the atmosphere appears to be a reliable biosignature, and the Darwin spacecraft would have been capable of detecting these atmospheric components. It orbits within the theoretical habitable zone of its star, and scientists surmise that conditions on the planet might be conducive to supporting life.
Подобные инициативы
Интерферометрическая версия миссии NASA "Поиск планет земного типа" концептуально схожа с "Дарвином" и преследует практически те же научные цели. Согласно бюджетной документации NASA за 2007 год, опубликованной 6 февраля 2006 года, проект был отложен на неопределенный срок, а в июне 2011 года сообщалось о его закрытии. Антуан Лабери предложил гораздо более крупный космический астрономический интерферометр, аналогичный "Дарвину", но с отдельными телескопами, расположенными в сферической конфигурации и с упором на интерферометрическое изображение. Этот проект "Гипертелескоп" будет значительно дороже и сложнее, чем миссии "Дарвин" и TPF, и потребует использования множества крупных свободно летающих космических аппаратов.