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为什么我们要回到金星

2012年6月5日至6日,美国宇航局的太阳动力学观测站收集了最罕见的可预测太阳事件之一的图像:金星凌日于太阳表面。美国国家航空航天局/航天局
2012年6月5日至6日,美国宇航局的太阳动力学观测站收集了最罕见的可预测太阳事件之一的图像:金星凌日于太阳表面。美国国家航空航天局/航天局

保罗K。伯恩,北卡罗来纳州立大学

就在隔壁,从宇宙学的角度来说,是一颗行星几乎和地球一模一样. 它的大小差不多,由同样的物质组成,围绕着同一颗恒星形成。

对于一个相隔数光年,用望远镜观察太阳系的外星天文学家来说,它与我们的星球几乎没有什么区别。但是要知道表面状况金星的温度是自洁炉的温度,大气中充满了二氧化碳和硫酸云,要知道它和地球一点也不像。

那么,为什么两颗位置、构成和成分如此相似的行星最终会如此不同呢?这个问题困扰着越来越多的行星科学家,并激励着他们许多拟议的金星探索工作.如果科学家们能理解为什么金星会变成这样,我们就能更好地理解类地行星是规律还是例外。

我是行星科学家,我对其他世界的形成很着迷。我对金星特别感兴趣,因为它让我们看到了一个曾经可能与我们的世界没有太大区别的世界。

这是前苏联“金星13号”着陆器拍摄的经过再处理的全景图像。唐P。米切尔,CC BY-SA公司

once-blue金星吗?

目前关于金星的科学观点认为,在过去的某个时刻,金星的水含量远远超过了其干涸的大气层所显示的水平–甚至可能是海洋.但随着太阳变得越来越热、越来越亮(老化的自然结果),金星的表面温度上升,最终蒸发了所有海洋。

随着大气中的水蒸气越来越多,这颗行星进入了失控温室无法恢复的状况。地球式的板块构造(行星外层被分解成巨大的、可移动的碎片)是否曾经在金星上运行过,目前还不得而知。水是板块构造运行的关键,失控的温室效应将有效地关闭在那里运行的过程。

但是,板块构造的终结并不意味着地质活动的终结:地球相当大的内部热量继续产生岩浆,这些岩浆以大量的熔岩流的形式涌出,使地球的大部分地区重新浮出水面。事实上,金星的平均表面年龄约为7亿年——这当然是非常古老的,但比火星、水星或月球表面数十亿年的年龄要年轻得多。

一个艺术家对一个曾经盛水的金星的印象。达因·巴拉德,CC BY-SA公司

对行星2的探索

“金星是潮湿的世界”的观点只是一种假设:行星科学家不知道是什么原因导致金星与地球如此不同,即使这两颗行星的初始条件确实相同,他们也不知道。人类对金星的了解要少于对太阳系内其他行星的了解,主要是因为这颗行星对其探索提出了几个独特的挑战。

例如,雷达需要穿透不透明的硫酸云,看到表面。这比月球或水星容易看见的表面. 表面温度高达470摄氏度(880华氏度),这意味着传统电子产品的寿命不会超过几个小时。离火星很远,在那里,流浪者可以工作超过10年.在过去的几十年里,由于高温、酸性和模糊的表面,金星没有得到持续的探索计划。

可见光无法穿透金星上厚厚的云层。取而代之的是,雷达需要从太空中观察地表。这是由麦哲伦任务返回的数据汇编而成的地球的全球雷达图像拼图。
科学/ MIPL /麦哲伦团队/ NASA

也就是说,在21世纪有两个专门的金星任务:欧洲航天局的金星快车2006年至2014年运营,日本航空航天局赤潮宇宙飞船目前在轨道上

人类并不总是忽视金星。它曾经是行星探索的宠儿:在20世纪60年代到80年代之间,大约35个任务被派往第二颗行星。美国宇航局水手2号任务在1962年飞过金星时,它是第一个成功进行行星相遇的航天器。从另一个世界的表面返回的第一批图像是由苏联发射的Venera 9着陆器在1975年登陆之后。和金星13号探测器登陆车是第一个从另一个世界的表面返回声音的航天器。但美国宇航局发射到金星的最后一次任务是麦哲伦在1989年。在1994年计划在火星大气层中死亡之前,这艘飞船用雷达为几乎整个火星表面拍摄了图像。

麦哲伦号于1982年5月4日从亚特兰蒂斯号的货舱发射升空,图片顶部可以看到飞船的高增益天线。
美国宇航局

回到金星?

在过去的几年里,美国宇航局提出了几个金星任务。美国宇航局最近选择的行星任务是一个核动力飞行器,名为蜻蜓,它的目标是土星的卫星土卫六。然而,有一个建议是测量金星表面的成分被选中进行进一步的技术开发

正在考虑的其他任务包括欧空局的一项任务以高分辨率绘制曲面和一个俄语计划在其遗产的基础上再接再厉作为唯一一个在金星表面成功着陆的国家。

在美国宇航局为我们这个地狱般的邻居定下航向大约30年后,金星探索的未来看起来充满希望。但是一个单一的任务-一个雷达轨道器或即使是长寿命的登陆器-不能解决所有的谜题。

相反,我们需要一个持续的探索计划,把我们对金星的知识带到我们所了解的地方,就像火星或月球一样。这需要时间和金钱,但我相信这是值得的。如果我们能理解金星为何以及何时形成,我们就能更好地理解地球大小的世界是如何演化的当它靠近它的恒星时. 而且,在一个不断明亮的太阳下,金星甚至可以帮助我们了解地球本身的命运。

[你很聪明,对这个世界很好奇。对话的作者和编辑也是如此。你可以每天订阅我们的时事通讯来阅读我们的文章.]

保罗K。伯恩,行星地质学助理教授,北卡罗来纳州立大学

本文转载自谈话在知识共享许可下。读了原文

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