美国宇航局正在返回金星,以了解它是如何变成一个炎热、有毒的荒地的
美国宇航局终于要返回金星了。2021年6月2日,美国宇航局局长比尔·纳尔逊宣布该机构已经选出了两名获奖者最新的“发现”级宇宙飞船任务竞赛这两颗行星都朝着太阳以外的第二颗行星进发。
我是行星科学家和一个自称是金星传教士这就是为什么我对人类将重返金星如此兴奋。
这是自从麦哲伦任务1989年,美国国家航空和宇宙航行局(NASA)决定发射航天器来研究就在隔壁的这颗被覆盖的行星。与数据这两个金星的任务——叫做真理和达芬奇+——将收集、行星科学家可以解决太阳系中最大的一个谜团:为什么金星,一颗行星几乎相同大小、密度和地球时代,非常不同于人类世界打电话回家吗?
地球出了问题?
金星是一颗与地球大小相同的岩石行星,但尽管有这些相似之处,它仍然是一个残酷的地方。虽然只比地球离太阳更近一点失控的温室效应这意味着它的表面非常热,大约是870华氏度(465摄氏度),大致相当于一个自洁烤箱的温度。地表的压力是地球海平面压力的90倍。最糟糕的是,覆盖整个地球的硫酸云会腐蚀任何经过它们的东西。
但也许金星最吸引人的地方是它可能曾经很像地球.最近的气候模型表明,在过去,地球可能有液态水海洋和温和的气候。在某种气候灾难引发失控的温室效应之前,它可能已经适宜居住了30亿年之久。这两项新的金星任务的目标是试图确定金星是否真的是地球的孪生姐妹,为什么它会发生变化,以及大型岩质行星总体上是否会变成像地球一样的适宜居住的绿洲,还是像金星一样的烧焦的荒地。
金星的新视角
令人惊讶的是,在20世纪60年代和70年代金星是太空探索的中心就像火星是今天.美国和苏联总共向太阳第二颗行星发射了30多艘宇宙飞船。但自1989年以来,只有两项任务前往金星,而且都专注于研究大气——欧洲航天局的金星快车和日本的Akatsuki.
与此相反,VERITAS和DAVINCI+项目将以两种截然不同但互补的方式,从整体上探索金星的地质和气候历史,从而从整体上看待金星。
覆盖着金星的厚厚的全球硫酸层使得普通的照相机几乎不可能看到它的表面。这就是为什么VERITAS轨道飞行器“金星发射率、无线电科学、合成孔径雷达干涉成像技术、地形学和光谱学”的缩写,将携带强大的雷达系统。该雷达可以穿透云层,收集图像和地形数据,其分辨率比以往的金星探测任务高10倍。这将使科学家能够寻找金星早期气候的线索,这些线索可能保存在金星表面的岩层中,也可能回答金星今天是否有地质活动。最后,这项激动人心的任务将使用一种特殊的红外摄像机在特定波长的大气层中进行观测首次对金星岩石组成进行全球测量——科学家对此知之甚少。
VERITAS的马达芬奇+,或“金星深部大气惰性气体、化学和成像研究”。“达芬奇+”的任务还包括一个轨道飞行器,但真正的亮点将是一米宽的大气探测器。探测器将进入金星大气层,穿过厚厚的云层自由落体,大约一个小时后到达金星表面。
在降落的过程中,它将采集大气样本,具体测量包括氩、氪和氙在内的各种气体。不同的气候历史的金星会导致大气中不同比例的惰性气体,因此通过分析这些比率,科学家将能够计算出多少水形成的行星,甚至多少水它已经失去了在过去的45亿年里。
但这并不是探测器的全部功能。就在迫降前撞到一个叫α区那里有一些地球上最古老的岩石,探测器将通过昏暗的低层大气进入视野,拍摄火星表面的红外图像。这将是第一次从金星表面上、但在云层下拍摄的照片,行星科学家前所未有地展示了金星。
现在是时候回金星了
我之前就说过要回到金星所以说我对这些任务充满热情是轻描淡写的。金星可能掌握着理解地球过去——甚至未来——的钥匙。天文学家发现越来越多的地球大小的行星围绕着其他恒星他们需要明白,我们在地球上看到的结果——蓝天、海水,甚至一个繁荣的生物圈——是常态,还是地狱般的、贫瘠的金星荒原才是常态。
几十年的持续的火星探索每次任务都能回答之前的问题,也能提出新的问题。我不知道VERITAS和DAVINCI+计划在本世纪20年代末发射,他们会在金星上发现什么令人惊讶的东西,但我知道他们会发现这颗行星的一些方面,这是没有人想象得到的。世界各地的科学家和任务团队一直在努力实现一个“十年的金星,这开始有回报了。事实上,就在美国宇航局宣布后一周,欧洲航天局也宣布了金星任务计划.通过这些新任务,我猜测——我希望——我们正处于探索金星的黄金时代的开端。