重返金星:寻找人类未来家园

发布: | 发布时间:2020-10-12,星期一 | 阅读:13

SHANNON STIRONE

这是NASA“先锋计划”里金星2号探测器和四个大气探测器的艺术效果图,用于1978年的一次任务,目的是更多地了解金星大气层。
这是NASA“先锋计划”里金星2号探测器和四个大气探测器的艺术效果图,用于1978年的一次任务,目的是更多地了解金星大气层。 PAUL HUDSON/NASA

卡尔·萨根(Carl Sagan)曾经说过,金星是我们太阳系中最像地狱的行星。那么,我们什么时候能重返那里呢?

9月14日,天文学家报告称在金星的酸性云层中发现了化学物质磷化氢,这可能是生命的迹象。这让一些行星科学家十分渴望能够重返太阳的第二颗行星,尤其是那些认为比起火星和其他星球,金星长期以来都被忽视的人

“如果这颗行星是活跃的,正在产生磷化氢,而且在金星大气层中有什么东西在制造磷化氢,那么,万能的上帝啊,忘记关于火星的废话吧,”北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的行星科学家保罗·伯恩(Paul Byrne)说。“我们需要着陆器,轨道飞行器,我们需要一个项目。”

要造访金星并不容易。它的大气富含二氧化碳,密度是地球的90倍,其表面温度平均达到800华氏度(约426.7摄氏度)。它的表面压力大到足以压碎一些潜艇。

但这并没有阻止人类太空计划的尝试。地球上的各个政府已经发射了约40个机器人航天器,试图以各种方式登上金星。以下是历史上金星之旅的亮点,以及在未来快速前往该行星、对那些云层一探究竟的前景。

金星的许多苏联访客

1961年,苏联的太空计划开始尝试探索金星。在接下来的几十年里,苏联向这个有时被称为地球孪生兄弟的世界发射了数十个航天器。虽然苏联在探索金星之初多次失败,但它成了首个将航天器降落到另一个星球的国家,不久之后,又成为首个在另一个行星表面拍摄照片的国家。即使以现代标准来衡量,他们的工程学成就也是重大的。

看到第一批被送入大气层的航天器像易拉罐一样被压扁后,苏联人意识到金星上的压力有多大。经过这样的反复试错,他们建造了一个五吨重的金属航天器,可以承受巨大的表面压力,哪怕仅能维持1小时时间。

1967年,“金星4号”(Venera 4)成为首个测量另一个行星大气的航天器,它探测到了大量二氧化碳,这导致了金星无休止的温室效应。

1982年苏联金星14号着陆器拍摄的金星表面照片。
1982年苏联金星14号着陆器拍摄的金星表面照片。 RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES/TED STRYK
金星14号拍摄的另一张照片。该着陆器在金星表面运行57分钟,那里的温度达到869华氏度(约465摄氏度),气压为94个地球大气压。
金星14号拍摄的另一张照片。该着陆器在金星表面运行57分钟,那里的温度达到869华氏度(约465摄氏度),气压为94个地球大气压。 RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES/TED STRYK

然后在1975年,苏联的“金星9号”(Venera 9)成为首个在另一个行星表面拍摄图像的探测器。我们的世界正式见识到了金星。“金星9号”及其在后来的任务中传回的图像显示了一个真正独一无二的星球:布满裂缝的地表,笼罩在朦胧、散射的霓虹绿光下。我们以为这个星球可能被海洋覆盖,与地球接近,但它实际上却是个漫天毒雨的异世界。

金星飞行器系列后来的任务一直延续到1980年代,让科学家们对金星的地质作用有了更好的了解。金星11号和12号在前往金星表面时都探测到了大量闪电和雷鸣。金星13号和14号都配备了麦克风,记录了它们降落到金星表面时的声音,它们也成了首批在另一个行星录制音频的航天器。

苏联对金星的最后探索是1985年“维加”(Vega)计划的双子探测器,它们各自释放了装有科学仪器的巨大气球,显示了探测器漂浮在金星云层中的可能性。

到冷战末期,苏联太空计划的放缓令其暂时停止了对金星发射探测器。虽然俄罗斯的太空计划已经讨论过未来对金星的探索,但其概念仅仅停留在图纸上。

NASA也把目光投向了金星

金星表面的全球视图,主要由麦哲伦号探测器在1991年获得的数据组成。
金星表面的全球视图,主要由麦哲伦号探测器在1991年获得的数据组成。 NASA/JPL

虽然火星一直被美国太空规划者视为掌上明珠,但1960和70年代的“水手(Mariner)”与“先驱(Pioneer)”计划仍留给了金星。

1962年,“水手2号”成为首个抵达金星的美国探测器。它探测到金星高空云层的温度较低,但表面非常热。

1978年,先驱计划的任务让美国研究者对金星有了更深入的了解。其中第一次任务环绕金星运行近14年,揭示了很多关于神秘的金星大气层的信息。它还观察到金星表面比地球光滑,而且磁场很弱,甚至可能没有。第二次先驱计划向金星大气层发射了一些探测器,送回了关于金星云层结构和表面雷达读数的信息。

1990年,NASA的“麦哲伦号”(Magellan)探测器进入金星轨道,用四年时间绘制了金星表面图,并寻找其板块运动的证据。它发现近85%的金星表面被古老的熔岩流所覆盖,表明金星曾经有、现在也可能有火山活动。

它成了最后一位美国访客,尽管NASA的一些探测器在设定前往其他目的地的航线时,曾把金星当作弹弓。

金星的其他访客

2005年,“金星特快车”(Venus Express)由欧洲航天局(European Space Agency)发射升空。它环金星运行了八年,观察到它仍可能有地质活动性。

目前金星唯一的访客是日本在2010年发射的“破晓号”(Akatsuki)。该探测器在投入金星轨道的时候引擎点火失败,因此错过了与金星的相遇。2015年,任务管理人员成功将其引导到金星轨道上,并对该行星进行了研究。

从那以后,它就改变了科学家对地球这一云层密布的孪生兄弟的看法。在对金星密集云层的物理研究中,破晓号发现了被称为重力波的金星风干扰,以及金星大气中的赤道高速气流。

破晓号探测器在2016年拍摄的金星夜间的假彩色图像。
破晓号探测器在2016年拍摄的金星夜间的假彩色图像。 PLANET-C PROJECT TEAM/JAXA

谁是下一个访客?

许多重返金星的任务已经被提出,一些太空机构已经宣布了前往金星的抱负。但很难说是否有人会成功。

印度航天局提出了一项名为“舒克拉雅1号”(Shukrayaan-1)的任务,它围绕金星运行,主要关注其大气层的化学成分。

彼得·贝克(Peter Beck)是火箭实验室(Rocket Lab)的创始人,这家在新西兰成立的私人企业已经向太空发射了十多枚火箭,最近,他谈到了要向金星发射一颗小型卫星的计划。

在过去十年里,NASA考虑过很多关于金星的探测提议,包括2017年进入了NASA“发现”(Discovery)计划决赛的两项提议,该计划此前曾将探测器送往月球、火星、水星和其他目的地。但该机构最终选择执行的是两个小行星任务

同样在2017年,为了进行规模更大、成本更高的“新边疆”(New Frontiers)竞赛,NASA考虑了一项名为“金星成分就地考察”的金星任务,试图在金星表面放置两个着陆器。但它将这项任务换成了“蜻蜓号”(Dragonfly),它将向土星最大的卫星土卫六发射一架钚动力无人机。

不过,NASA确实为Vici任务需要的一些技术提供了资金。而且NASA内部或许又有了一位新的金星任务支持者。Vici任务的首席研究员洛瑞·S·格蕾斯(Lori S. Glaze),如今是NASA的行星科学部主任。

在下一轮“发现”计划中,该机构将有另一个机会选择金星任务进行资助。

两个分别名为“达芬奇+”(DAVINCI+)和“真相”(VERITAS)的金星探测器正在与拟议的另外两项探测计划竞争,它们分别前往海王星卫星海卫一和木星的多火山卫星木卫一。NASA可能会从四个决赛名额中挑中两个。而且,金星的访客还有其他的可能。

“我们也应该认识到,金星是一个我们可以通过规模较小的任务就能抵达的行星目的地,”NASA的科学任务理事会主席托马斯·祖布钦(Thomas Zurbuchen)说。

本文原文发表于2020年9月14日。

Kenneth Chang对报道亦有贡献。

翻译:Harry Wong

点击查看本文英文版。


来源:纽约时报中文网


 

版权声明

文章编辑: ( 点击名字查看他发布的更多文章 )
文章标题:重返金星:寻找人类未来家园
文章链接:http://ccdigs.com/118212.html

分类: 国际观察, 新闻视线, 科技新闻, 科技视野.
标签: ,

发表评论