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為什么我們需要重返金星?

發(fā)布時(shí)間:2019-10-14 10:00:49來(lái)源:新浪科技


金星表面的溫度高達 470 攝氏度,意味著(zhù)傳統電子設備的使用時(shí)間不會(huì )超過(guò)幾個(gè)小時(shí)

  北京時(shí)間 10 月 14 日消息,據國外媒體報道,金星就在我們的隔壁。從宇宙學(xué)的角度來(lái)說(shuō),這是一顆幾乎和地球一模一樣的行星,二者大小相近,由相同的物質(zhì)組成,圍繞著(zhù)同一顆恒星形成。

  對于在許多光年之外透過(guò)望遠鏡觀(guān)察太陽(yáng)系的外星天文學(xué)家(如果存在的話(huà))來(lái)說(shuō),金星與我們的星球幾乎沒(méi)有什么區別。但是,如果了解金星表面的情況,比如堪比自潔烤箱的溫度,以及充滿(mǎn)二氧化碳和硫酸云的大氣,那很顯然,金星與地球一點(diǎn)都不像。

  那么,為什么這兩顆行星在位置、形成過(guò)程和組成上如此相似,結局卻如此不同?這個(gè)問(wèn)題一直困擾著(zhù)許多行星科學(xué)家,并激發(fā)了無(wú)數的金星探索計劃。如果科學(xué)家能夠理解為什么金星會(huì )變成現在這樣,就能更好地理解類(lèi)地行星是常態(tài)還是例外。

  曾經(jīng)藍色的金星?


這是蘇聯(lián)金星 13 號著(zhù)陸器發(fā)回的全景照片,經(jīng)過(guò)了重新處理

  目前科學(xué)上關(guān)于金星的主流觀(guān)點(diǎn)認為,在某個(gè)歷史時(shí)候,這顆行星上具有比目前多得多的水分,甚至還可能擁有海洋,但是隨著(zhù)太陽(yáng)變得越來(lái)越熱,越來(lái)越亮(恒星年齡增長(cháng)的自然結果),金星表面的溫度上升,最終蒸發(fā)掉了所有海洋。

  隨著(zhù)越來(lái)越多的水蒸氣進(jìn)入大氣層,這顆行星成為一個(gè)失控的溫室,并再也無(wú)法恢復。與地球類(lèi)似的板塊構造(行星的外層被分割成大的、可移動(dòng)的板塊)是否曾經(jīng)在金星上出現過(guò),目前還不清楚。水對于板塊構造的運作至關(guān)重要,而失控的溫室效應會(huì )有效地阻止這一過(guò)程。

  然而,板塊構造的終結并不意味著(zhù)地質(zhì)活動(dòng)的停止。金星內部具有相當大的熱量,能夠繼續產(chǎn)生巖漿,這些巖漿以熔巖流的形式大量涌出,重新占據金星的大部分表面,的確,金星表面的平均年齡在 7 億年左右,比火星、水星或月球的表面都要年輕得多。

  探索地球的“姊妹星”


曾經(jīng)富含水分的金星(想象圖)

  金星是濕潤星球的觀(guān)點(diǎn)只是一種假設。行星科學(xué)家不知道是什么導致了金星與地球有如此大的不同,即使這兩顆行星的初始條件相差無(wú)幾。人類(lèi)對金星的了解比對太陽(yáng)系內其他行星的了解都要少,這主要是因為探索金星需要面臨多個(gè)獨特的挑戰。

  例如,雷達需要穿過(guò)不透明的硫酸云層,才能探測到金星表面。這比探測月球或水星表面要復雜得多。金星表面的溫度高達 470 攝氏度,意味著(zhù)傳統電子設備的使用時(shí)間不會(huì )超過(guò)幾個(gè)小時(shí),相比之下,火星的條件就好得多,漫游車(chē)可以在火星表面運行 10 年以上。在某種程度上,由于高溫、強酸性和模糊的表面地質(zhì)情況,使過(guò)去幾十年里一直沒(méi)有針對金星的持續探索計劃。

  盡管如此,在 21 世紀已經(jīng)有兩項專(zhuān)門(mén)的金星探測任務(wù):歐洲空間局的“金星快車(chē)”(Venus Express)和日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機構的“破曉號”(Akatsuki)探測器。金星快車(chē)是歐洲首次對金星探勘的任務(wù),運行時(shí)間從 2006 年到 2014 年;破曉號是日本第一個(gè)金星探測器,也是世界上第一個(gè)非地球的行星氣象衛星,目前還在軌道上運行。

  人類(lèi)并不總是忽視金星。在 20 世紀 60 年代到 80 年代之間,金星曾經(jīng)是行星探索的寵兒,大約有 35 次任務(wù)被派往探索這顆行星。1962 年,美國國家航空航天局(NASA)的“水手 2 號”(Mariner 2)探測器成為第一個(gè)成功接近其他行星的空間探測器,根據其發(fā)回的數據,科學(xué)家估計金星覆蓋著(zhù)厚達 60 千米的二氧化碳大氣層,表面溫度大概為 425 攝氏度。

  1975 年,蘇聯(lián)的“金星 9 號”(Venera 9)探測器首次成功在金星表面著(zhù)陸,然后發(fā)回了關(guān)于這顆行星的第一批圖像。這是第一個(gè)成功環(huán)繞金星,并從金星表面傳回科學(xué)數據的探測器,后來(lái),1982 年發(fā)射的“金星 13 號”(Venera 13)探測器成為第一個(gè)傳回另一顆行星表面聲音的航天器。

  NASA 最近一次發(fā)射前往金星的任務(wù)是 1989 年的“麥哲倫號”(Magellan)金星探測器,1994 年,該航天器用雷達繪制了幾乎整個(gè)金星表面的圖像,然后按計劃進(jìn)入金星大氣層并解體。

  返回金星?


麥哲倫號于 1982 年 5 月 4 日發(fā)射升空,圖中上方可以看到探測器的高增益天線(xiàn)

  在過(guò)去的幾年里,NASA 提出了好幾項金星任務(wù)。就 NASA 而言,最近的行星際任務(wù)是一臺名為“蜻蜓”(Dragonfly)的核動(dòng)力探測器,目的地是土星的衛星泰坦(Titan,即土衛六),還有一項測量金星表面成分的提議被選擇作為進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展。

  其他航天機構也在考慮探測金星的任務(wù),包括歐洲空間局繪制高分辨率金星表面地圖的任務(wù),以及俄羅斯在蘇聯(lián)的歷史成就基礎上,繼續推進(jìn)的計劃。

  如今距離麥哲倫號的發(fā)射已經(jīng)過(guò)了 30 年,金星探索的未來(lái)看起來(lái)似乎很有希望,但是,單一的任務(wù),比如一個(gè)雷達軌道器,甚至一個(gè)長(cháng)壽命的著(zhù)陸器,并不能解決所有懸而未決的謎團。

  我們需要一個(gè)持續不斷的探索計劃,使我們對金星的了解能夠達到接近火星或月球的程度,這需要時(shí)間和金錢(qián),但或許是值得的。如果我們能理解金星形成的原因和時(shí)間,我們就能更好地理解一個(gè)地球大小的行星在靠近母恒星時(shí)會(huì )如何演化。在太陽(yáng)亮度不斷增強的情況下,金星甚至可能幫助我們了解地球未來(lái)的命運。
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