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三大探测任务或将揭开金星神秘“面纱”(图)

作者: 刘霞 来源: 科技日报
2021-06-30 08:09 
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  图片来源:NASA官网

地球(左)和金星(右)大小相似,但演化结果却截然不同。欧空局的“展望”轨道飞行器将研究金星的大气层、表面和内部是如何相互作用,从独特视角对金星表面进行有针对性的研究,从而回答其中一些关键问题。图片来源:NASA官网

“达芬奇+”将发射一个直径一米的探测器,探索从云层上方到可能曾是一个大陆的地表附近的大气层。在最后几公里的自由落体过程中,探测器将首次拍摄壮观的图像,并对金星大气层最深处进行化学测量。

经过多年等待,一支由宇宙飞船组成的舰队即将先后奔赴金星!

在热切凝望了火星几十年后,美欧航天机构又回过头来,把目光再次投向金星,近期纷纷公布了金星探测计划。

三大探测项目相继“出炉”

6月2日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,将在未来十年向金星发射两款探测器——负责绘制金星表面地图的轨道飞行器“真理”(VERITAS)和潜入金星大气层的探测器“达芬奇+”(DAVINCI+)。

随后,欧洲空间局也透露,将向金星发射自己的探测器——一台名为“展望”(En-Vision)的轨道飞行器。该任务旨在研究金星的大气层、表面和内部是如何相互作用、进而形成目前地狱般的“高压锅”状态的。

NASA拟发射的探测器将是自1989年“麦哲伦”号轨道飞行器发射以来美国首次对金星执行任务;“展望”则是自2005年“金星快车”探测器升空以来欧洲空间局的首个金星探测器。目前仅仅一款探测器围绕金星运行:日本的“晓”(Akatsuki)号金星探测器,其于2015年抵达,目前正在研究金星的大气层。

据美国商业内幕网站6月10日报道,NASA的两项任务定在2028年至2030年间发射,而欧洲空间局的探测器将在21世纪30年代初的某个时候发射,拍摄金星表面的高分辨率雷达图像。

据《自然》网站6月18日报道,这3台探测器将共同写就金星科学复兴的新篇章,回答关于这个星球的主要问题:金星为何与地球迥然不同,它是否曾经拥有海洋因而宜居,其上是否仍然有活火山等。

金星与地球大小相当却并非绿洲

有关金星的一个主要问题是:金星曾与地球十分相似——两颗行星大小相当,且由同样的物质构成,但为什么金星现在成为一个炼狱般的地方,而地球则成为生命的绿洲?

科学家认为,金星在远古的时候甚至可能有过海洋,但发生了某件事,极大地改变了金星气候。今天,它是太阳系中最灼热的行星,有厚厚的、能锁住热量的黄色硫酸云团,表面平均气温高达471℃——热到足以熔化铅,而且,其大气压是地球大气压的90多倍。

为找出答案,“真理”和“展望”项目将在其中发挥重要作用:它们都将利用雷达仪器对金星表面成像,从而研究金星的地质历史。

此外,弄清楚金星表面是否曾经存在液态水,对于理解金星和地球为何不同至关重要。天文学家在金星的大气层中看到了过去有水存在的“蛛丝马迹”,但目前还不清楚这些水来自金星表面的远古海洋——这些海洋由于金星变暖而消失了,还是在金星历史早期,水只是以蒸汽的形式存在?前者意味着金星曾经和地球一样宜居。

“达芬奇+”在研究金星的大气层时可能帮助回答这个问题。NASA戈达德太空飞行中心首席科学家、“达芬奇+”任务负责人詹姆斯·加文说,“达芬奇+”探测器将下降大约一小时,在较低高度对大气进行每100米采样,并进行高精度测量,以揭示存在哪些气体。

加文说:“化学特征将告诉我们金星过去是否存在海洋以及其性质,然后,我们可以集合其他探测器(如‘真理’和‘展望’)提供的数据,绘制出金星的气候模型。”

金星上还有活火山吗

以前的探测数据显示,金星上曾经存在火山,但目前尚不清楚过去几千年中,金星上的火山是否喷发过,或者它们今天仍在喷发。

“真理”和“展望”都将为金星表面拍照,以帮助回答这些问题。特别是“展望”,它将拍摄高分辨率照片,预计将揭示以前未发现的金星表面的特征。

探测器还将获得熔岩流等火山特征的相关数据,其风化程度有望揭示火山何时喷发。“展望”号副首席科学家、英国牛津大学的科林·威尔逊说:“新鲜的熔岩流可能看起来特别暗或呈黑色。”

“晓”号探测器最近观测到,金星大气吸收的紫外线数量发生了变化,这可能是近期出现火山喷发的一个指标。研究人员指出:“现在,金星的气候不断变化,可能因为火山活动。”

金星上存在磷化氢吗

去年9月,人们对金星的兴趣被重新点燃——当时一项新研究表明,金星的云层中可能含有外星微生物。这是因为研究人员在金星云层中靠上的部分发现了微量的磷化氢。

在地球上,这种气体通常是由微生物产生的。不过,一项后续研究表明,这些微量成分并非磷化氢,而是二氧化硫。这给有关金星可能适合生命生存的猜测蒙上了阴影。

“达芬奇+”探测器可能有助于解决这个问题,它在对大气取样时可能会检测到磷化氢。

NASA科学家汤姆·瓦格纳说:“我们对金星知之甚少,这些探测任务将帮助我们全面了解金星:上至天空中的云层,中至地表的火山,下至行星内核。这就好像我们重新发现了这颗行星一样。”

(责任编辑:柯晓霁)

【责任编辑:曹原青】
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