这就是美国宇航局在40年后重返金星的原因

由:伊恩·惠塔克|
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这张图显示了金星伊姆德尔区18新利最新登入域的伊敦蒙斯火山峰,由美国宇航局麦哲伦飞船和欧洲航天局金星快车飞船获得的数据得出。美国国家航空航天局/姓名/ ESA

几十年来,我们的探索太阳系留下了一颗邻近的行星,金星,大部分未被探索。现在,情况即将发生变化。

在NASA的最新声明中太阳系探索计划在美国,有两项任务已经获得批准——它们都将前往金星.这两项雄心勃勃的任务将在2028年至2030年之间发射。

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这标志着美国宇航局行星科学部门的方向发生了重大变化,该部门自1990年以来就没有向火星发射过任务。这对像我这样的太空科学家来说是个令人兴奋的消息。

金星是一个充满敌意的世界。它的大气中含有硫酸,表面温度高到足以熔化铅。但情况并非一直如此。人们认为金星起源于此和地球非常相似.到底发生了什么?

而在地球上,碳是主要被困在岩石中在金星上,它已经逃逸到大气中——大约96%是二氧化碳。这导致了失控的温室效应,将地表温度推高至750开尔文(470摄氏度或90华氏度)。

地球的历史使它成为研究温室效应和学习如何在地球上管理温室效应的绝佳场所。18新利最新登入我们可以使用模型来绘制金星的极端大气,并将结果与我们在地球上看到的结果进行比较。

但是,极端的地表条件是行星探索任务避开金星的原因之一。高温意味着90巴的高压(相当于大约一公里水下),这足以立即粉碎大多数行星登陆器。因此,前往金星的任务并不总是按计划进行,这可能并不令人惊讶。

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在1990-1994年NASA麦哲伦任务中,经过十多年的雷达调查,揭示了金星的南北半球。
美国航天局/喷气推进实验室/美国地质调查局

迄今为止的大部分探索都是由当时的苏联在20世纪60年代至80年代之间进行的。但也有一些明显的例外,比如美国宇航局的金星先驱者任务1972年和欧洲航天局的金星快车2006年的任务。

第一次着陆发生在1970年,当时苏联的金星7号因降落伞融化而坠毁。但它成功地将20分钟的数据传输回地球。金星9号拍摄了第一张地表图像,随后是金星9号维纳斯10、13和14

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降落任务

NASA选中的两个任务中的第一个将被称为“达芬奇+”(金星深层大气对惰性气体、化学和成像的调查)。它包括一个下降探测器,这意味着它将在大气层中下落,并在飞行过程中进行测量。降落有三个阶段,第一个阶段调查整个大气层。

探测器将详细观测大气层的组成,并在降落时提供每一层的信息。18luck手机登录我们知道硫酸是局限于云层在大约50公里(30英里)的高空,我们知道大气中97%的成分是二氧化碳。但研究微量元素可以提供大气如何形成这种状态的信息。18luck手机登录18新利最新登入第二阶段将观测低海拔地区,以详细测量风速、温度和压力等天气特性。

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最后一个阶段是拍摄高分辨率的地表图像。虽然这在火星上很常见,但在金星上一直是一个挑战。厚厚的云层意味着可见光会被反射,所以从地球或轨道上观测是不现实的。恶劣的地表条件也意味着漫游者不切实际。一个建议是气球任务

我们有一张低分辨率的金星表面图像,这要感谢美国宇航局1990年的麦哲伦任务,该任务使用雷达绘制了金星表面的地图。达芬奇探测器将在下降过程中使用红外光拍摄地表图像。这些照片不仅可以更好地规划未来的任务,还可以帮助科学家研究火星表面是如何形成的。18新利最新登入

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绘制表面

第二个任务是Veritas,是金星发射率、无线电科学、InSAR、地形学和光谱学的缩写。这将是一个更标准的行星任务。轨道飞行器将携带船上有两个仪器绘制表面图,补充了达芬奇的详细红外观测。

第一种是在一定波长范围内进行观测的照相机。它可以透过金星的云层,来调查大气和地面的组成。这项任务非常困难,因为表面温度导致反射光的波长范围非常宽。Veritas将利用经常用于研究系外行星大气的技术来弥补这一点。

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波长照相机还将寻找水蒸汽的迹象。金星快车任务表明,主要元素逃离了金星的大气层18新利最新登入是氢和氧所以即使有水,也会是少量的,或者在地表深处。

第二种仪器是雷达,它采用了一种广泛用于地球观测卫星的技术。一个非常大的主动无线电接收机-重要的高分辨率图像-模拟使用无线电脉冲指向不同的角度在飞船前面。高分辨率雷达图像将创建一个更详细的地图,以调查金星的表面演变,以及确定是否有任何构造或火山活动。

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2012年6月5日,美国宇航局拍摄的金星凌日经过太阳表面的图像。这一事件每隔8年成对发生,彼此相隔105年或121年。下一次凌日要等到2117年。
美国航空航天局/戈达德

这些任务也为金星表面在5亿年前完全融化和重组的理论提供了证据。这就解释了月球表面缺乏陨石撞击的原因,但到目前为止,还没有证据表明发现了由陨石撞击产生的火山熔岩层重修的

令人兴奋的是,美国宇航局已经将其行星任务的视角转向了金星。对于任何即将成为宇航员的人来说,恐怕机会送一个人过去短期内是不存在的。但是,从地球几乎被18luck手机登录遗忘的姐妹星球上获得的信息对于了解我们的世界将具有非常高的价值。

伊恩·惠塔克他是英国诺丁汉诺丁汉特伦特大学物理学高级讲师。

本文转载自谈话在创作共用许可下你可以在原文在这里。

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