科學家已瞄準金星,未來可能揭開諸多謎團,為何金星如此吸引人

天空之城 2022/11/29 檢舉 我要評論

金星,這顆距離地球最近的行星,也是在夜空中除了月亮之外最亮的天體。為了更近距離地探測金星,以前蘇聯和美國為代表的航天大國,早在上世紀60年代就向其發射了諸多探測器,其中包括系列飛掠探測器、軌道探測器、墜落探測器、軟著陸探測器和氣球探測器。

通過這些探測器對金星的觀測,科學家們發現,金星無疑是太陽系所有行星中,與地球最為相似的「孿生兄弟」,比如,除了距離最近以外,兩個天體的直徑幾乎相同,地殼均由比較年輕的巖石所構成,都擁有厚厚的大氣層,地質活動看上去也都比較頻繁。然而,正是由于金星的大氣層非常濃厚,壓力巨大,而且云層中包含著有毒、腐蝕性很強的硫酸霧滴,同時還伴隨著激烈的閃電。

那些通過著陸的方式降落到金星上的探測器,在這樣的極端環境下,絕大多數一抵達表面就已經損毀了,堅持時間最長的是金星13號探測器,在軟著陸后127分鐘的時間內,拍攝了大量金星表面的照片,之后就徹底與地球失去聯系。這些珍貴的照片,為我們零距離認識金星、了解金星表面的自然環境發揮了極其重要的作用。

從現在的情況看,在金星表面及其軌道上仍然在運行的探測器,只有一個,那就是于2015年進入金星軌道的日本拂曉號金星探測器。「拂曉」探測器上面攜帶著5台相機,主要功能是用來研究金星大氣中特別是低空云層的特征,繪制大氣層中水蒸氣和二氧化碳的分布圖,并測繪出金星表面的地形圖,另外試圖在金星表面尋找活火山的蹤跡。

與太陽系其他行星相比,金星有許多顯得「格格不入」的特征,其中也不乏讓科學家們感到十分困惑的地方。比如:

金星上火山眾多。目前監測到的火山數量就有1600多座,是太陽系行星中火山數量最多的,不過,到底哪些火山仍然是活躍的,現在還不得而知。

金星上的一天比一年長。如果把一個行星自轉一圈稱作它的一天,公轉一圈稱作它的一年,那麼,對于金星來說,它自轉一圈的時間是243個地球日,公轉一圈的時間是224個地球日,顯然,金星上的一天要比一年時間要長。

金星表面溫度非常高。由于金星大氣層的主要成分是二氧化碳,所以金星的全球呈現出了強烈的溫室效應,平均溫度達到驚人的470攝氏度,要比水星還要「酷熱」。

金星表面強烈的大氣壓。由于金星大氣層非常濃厚,所以氣壓很高,在其地表的壓力,幾乎是地球表面的90倍以上,這差不多相當于地球海洋1公里深的地方所承受的壓力。

金星上猛烈的風。金星上的大氣流動速度非常快,有時在云層中的風速,能達到700多公里每小時,這比地球上最快的台風速度還要快不少,幾乎是高速列車最快運行速度的兩倍。

金星大氣層中的磷化氫。2020年,科學家在金星的云層中,發現了一種叫做磷化氫的化學物質,而這種物質在地球上通常是由微生物產生的。一些科學家們判斷,在金星的大氣層中,或許存在著一種能夠忍受其極端環境的金星微生物。

從目前對金星的探測來看,雖然拂曉號探測器仍然在金星軌道上運行,但是它畢竟是軌道探測器,無法深入到金星大氣層中,更沒法到達金星的表面。美國在后來也追隨前蘇聯的腳步,向金星表面發射了一些著陸探測器,但是探測器也根本無法突破耐受性這個極限,堅持不了多長也宣告報廢,最后一個在金星上的「機器人」,也于1994年結束了任務。

在這20多年的沉寂期里,其實科學家們對于深入探索金星,始終沒有放棄。隨著天文探索領域的科學技術日益快速發展,在過去的2021年,美國和歐洲航天局終于放了「大招」,雙方加在一起,將在未來10年內,承諾實施三個全新的金星探測任務。

其中,美國宇航局 VERITAS任務預計于2027年開啟,探測器將繪制金星表面的紅外輻射全覆蓋圖像,并確定活火山是否將水蒸氣釋放至金星大氣中,通過這個探測器,人們將能詳細了解金星表面的巖石成分、地質活動和行星內部的數據等。與此同時,該探測器還將搭載深空原子鐘-2,由此產生的超精確時鐘信號,將有助于實現深空航天器的自主操縱。

美國宇航局 DAVINCI+任務預計于2030年開啟,它的探測重點將是金星富含二氧化碳的大氣層,在探測器下降約一個小時的過程中,每隔100米就會采一次樣,并進行高精度測量,以揭示金星大氣層的精確構成。另外探測器最終會降落到金星表面地形條件比較復雜的區域,由搭載的緊湊型紫外可見光成像光譜儀,來進行高分辨率的地面測量。

由歐航局和美國航天局共同參與的 EnVision任務,預計于2031年開啟,這個探測器的主要任務,是研究金星的大氣層如何演化和發展的,也就是說將側重點放到了大氣層內部的運動狀態上,或許通過這個探測器,我們能夠了解金星的大氣層,如何演變為現在「煉獄」般情景的。

金星雖然近在眼年,但我們對它的認知還遠遠不夠,人類已經對金星「冷落」了快40年。好在,未來10年內,這一狀況會發生改變,我們對金星這個鄰居,屆時或許會有一個全新的認知。

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