作者:于紫月 来源:中国科技网 发布时间:2020/12/2 12:53:49
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继“探月热”“探火热”后,会是“淘金热”吗

 

今年7、8月份,包括我国“天问一号”在内的多个国家的探测器扎堆发射,奔向火星。12月1日深夜,“嫦娥五号”成功登月,引起全世界瞩目。继火星、月球之后,哪个星球将成为下一个行星探测的热点? 不少学者将目光投向了地球的另一位近邻——金星。日前,第18届金星探测与分析国际会议 (VEXAG)在线上召开。来自美、加、法、日、印、俄等十几个国家的140余位行星科学家参会,并分享了目前金星研究的新成果,展望了未来探测金星的新方案。 

“很多新颖的设想让人眼前一亮。比如在金星浓厚的大气层中投放探测气球或飞艇,长期收集云层数据,或是利用太阳能飞机,更有目的性地窥探金星云层的奥秘。也有学者提出设计能够在金星表面走动、滚动或跳动的仿生机器人等观点。”作为参会科学家之一,美国圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学系教授王阿莲对这次国际交流印象深刻。 

地球“未来之镜” 或有生命藏身 

金星,为什么能吸引全球科学家的目光? “首先,金星是离地球最近的行星,地球未来可能向何方演化,或许我们能从金星的现状和演化史中找到一些启发。”王阿莲表示。 此外,地外生命是空间探索的另一永恒话题。今年9月,《自然·天文学》期刊发表论文,学者利用两台望远镜在金星厚厚的云层中发现了可能的生命迹象——磷化氢的化学特征。一时间,有关“金星生命”的热度连番上升,这一发现在此次会议上因更多的观测数据再次受到肯定。 

“宇宙中有很多类太阳系,很多类太阳系中与金星大小相仿的行星数量比类地行星多。因此对金星生命的研究,也许意味着在广袤宇宙中我们可能有更多的伙伴。”王阿莲说。 

事实上,人类对太阳系中行星的探测始于金星。自上世纪60年代起,苏联的“金星号”系列,美国的“先驱者金星号”系列等探测器先后造访金星。近年来,欧洲、日本等也相继发射金星轨道探测器。迄今为止,发往金星或飞掠金星的各种探测器已经超过40颗。 

堪比“炼狱世界” 探测困难重重

 尽管起始探测时间早,但人类对金星的了解却比火星少得多,这是为什么? 如果请行星科学家用一个词形容金星,很有可能是“炼狱世界”。与火星稀薄又寒冷的大气不同,金星浓厚的大气层就像一圈温室大棚,让太阳照在金星上的热量进得去、出不来,使其地表温度高达约464摄氏度。此外,金星地表大气压约为地球表面的91倍,还有恐怖的硫酸雨和高频雷电。恶劣的环境让很多企图描摹金星真实面貌的人类使者——探测器折戟沉沙。 王阿莲告诉科技日报记者,金星着陆器需要具备比火星或月球着陆器更高效的隔热、抗压等防护技术。以往很多金星探测器着陆不久,就被“压瘪”或者“烧化“,往往只能维持短短数小时的存活期。 “耐高温器件是金星着陆的技术基础,例如耐高温电池、耐高温电子器件、耐高温金星钻孔取样机等,这些新技术的发展都在会议上有所报道。”王阿莲表示。 

科学问题未解 多项任务待发 

目前有关金星的科研工作多数使用现有轨道探测数据,通过建立数值模型,以及开展模拟实验等方式进行。例如,王阿莲团队成员,来自山东大学空间科学院的联合培养博士生曲洪坤就在会上报告了他搭建的金星闪电实验室模拟装置,将用二氧化碳、氮气、二氧化硫等混合气体模拟金星环境,研究金星闪电对其大气的紫外吸收特征及大气中硫循环的影响。

目前,受限于探测数据不足,金星大气超复杂结构、未知紫外吸收物质,金星表面物质种类、近期火山活动等大量科学问题至今悬而未决。当然,还有终极疑问——金星上是否存在生命。 王阿莲指出,发射更多金星探测器、尤其金星着陆器,深化金星科学探测是解决这些问题的关键。目前全球主要航天强国都在紧锣密鼓地开展准备工作,例如仅美国NASA就支持着VERITAS、DAVINCI+和Venus Flagship Mission Study三种探测方案的预研,俄罗斯和欧空局也分别支持着Venera-D、EnVision等任务概念。 

2021是关键的一年,各国将基于预研结果对这些任务进行最后的选择, 将利用轨道器、穿云器,着陆器、飞行机器人和小型通信卫星等对金星大气、地表、内部结构和等离子体环境展开新一轮的科学探测。 金星在向全体地球人挑战。“在迎战的团队里,希望能看到更多来自中国的成员。”王阿莲说。

 
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