Запушени тръби и грешни хипотези от 1978 година
Когато голямата сонда от мисията Pioneer Venus се спуска в атмосферата на втората планета през декември 1978 г., двата основни аналитични инструмента на борда — неутралният масспектрометър (LNMS) и газовият хроматограф (LGC) — показват нещо странно, което тогавашните инженери бързо класифицират като хардуерен дефект. Докато апаратът преминава през плътните облачни слоеве на височина между 51 и 48 километра, всмукателните отвори за газ започват да отчитат рязък срив в нивата на въглероден диоксид. При положение че въглеродният диоксид съставлява над 96% от цялата венерианска атмосфера, такова физическо спадане на концентрацията е невъзможно. Изводът на тогавашния екип е прост: сензорите са се повредели или са претърпели аномалия поради екстремните условия. Документите са архивирани на микрофилми в Центъра за координация на данни за космически науки, където остават недокоснати в продължение на десетилетия.
Ракеш Могул от Калифорнийския политехнически университет в Помона и Санджай Лимайе от Университета на Уисконсин решават да се върнат към тези изоставени масиви от данни. След пълното им дигитализиране става ясно, че „повредата“ всъщност е била първата твърда физическа следа за реалния състав на венерианските облаци. Навлизайки в облачния слой, всмукателният отвор на инструментите просто се е задръстил механично с твърди и полутечни аерозолни частици. Това ограничава притока на атмосферни газове и води до изкуствено понижаване на отчетените нива на въглероден диоксид.
Термично разлагане вместо системна грешка
Ключът към новия анализ се крие в логиката на спускането. Докато сондата пада все по-дълбоко през атмосферата, температурата около нея и на самия всмукателен отвор се повишава от атмосферното триене и заобикалящия я адски въздух. Задържаните във входния канал аерозоли започват постепенно да се топят и изпаряват, освобождавайки затворените в тях химически съединения, а самият вход се прочиства, връщайки отчитането на CO2 към нормалните му стойности.
Чрез проследяване на температурите, при които се освобождават отделните газови компоненти, екипът успява да идентифицира конкретните точки на термично разлагане. При 185°C и повторно при 414°C масспектрометърът регистрира огромни скокове в съдържанието на водна пара (18 u). Тези температури съвпадат точно с праговете, при които хидратираните метални сулфати губят своята кристализационна вода. Оказва се, че 62% от масата на уловените аерозоли е вода, затворена в молекулярната структура на хидратите, а не свободно реещи се водни капки.
Показателно е съпоставянето с данните за серния диоксид. При 215°C инструментът отчита освобождаване на SO2, което съответства на термичното разлагане на чистата сярна киселина (H2SO4) — тя наистина присъства в облаците, но съставлява едва около 22% от аерозолната маса. При приблизително 397°C обаче се появява втори пик на SO2, съвпадащ с внезапна поява на железни йони (Fe+). Тази специфична химическа температурна следа съответства на разпадането на железен сулфат — Fe3(SO4)2.
