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從地球到達金星只需100天,為何金星研究遭“冷落”

在一個并不被看好的城市,在一個并不被看好的美國宇航局(NASA)的實驗室里,研究人員正在圍繞著一個本不應該被忽視的星球認真思索。金星和地球是一對“表兄弟”,它們在構成和大小上最為接近,但1989年以后,NASA的探索任務表上再未排出金星的名字,而歐洲和日本最近進行的任務也停滯不前,數十年來前者一直被遮掩在面紗之下。

金星距離太陽非常近,不到一個天文單位,是太陽系里環境最恐怖的巖石行星。由于十分靠近太陽,金星受到太陽輻射約為地球的2倍,它的平均溫度高達465攝氏度,大氣壓強為地球的90倍,相當于地球海洋中1千米深度位置的壓強,大氣的主要成分是二氧化碳以及帶有毒性的二氧化硫,它們吸收和折射了大部分太陽光,使得金星里能見度極低,這些氣體還容易使人類細胞癌變。越接近金星地表,硫酸濃度就會越來越高,受到高溫的影響這些硫酸蒸發成一個巨大的硫酸霧圈,硫酸有強勁的腐蝕性,無孔不入地侵蝕霧圈里的物質。是名副其實的“地獄星球”。

在金星上看不到藍天白云這樣美麗的天空,有的是一片火紅的天空。金星的白天時間很長,在金星上生活的話,那么真的就過上了度日如年的生活了,并且很可能因為白天太長而過的十分空虛了。

金星的轉軸幾乎不傾斜。這是什么意思,金星公轉軌道幾乎是個圓形,并且幾乎不發生傾斜,因此,不會有四季產生,整個表面無論白天、黑夜,溫度都想不多。金星有很厚的云層,反射了90%的太陽光,因此地表昏暗,能見度3.2公里左右。如此人在上面是很難生存的。

目前人類真正登陸的星球只有月球,并且有很大的爭議。而對于同樣距離地球較近的火星,別說人類登陸了,甚至對于人類發明的機器都是不友好的,我們的探測器使用的是傳統硅電子技術儀器,在如此高壓高溫,和大氣中酸性的分解,探測器很難進行工作。

我們只發射過40多個探測器探測火星,并且就連探測器都受不了金星的環境。火星探測器,人類至今發射了43個,成功了17.5次,失敗了25.5次(歐洲航空局的“火星快車”取得的算部分成功)。其中最著名的被稱為雙子星的機遇號和勇氣號,都在火星上工作了5年以上,其中勇氣號工作了7年,機遇號服役超過了11年。對比一下金星探測器,從1970年到1982年,蘇聯層發射了8個進行探測器登陸金星表面,最長的一次持續了110分鐘,就因其表面的深海壓力和煉獄般的溫度而“葬身”,要哭了,呆了2個小時都不到。

最新一輪未來“發現”項目(NASA的低成本行星探測器系列)的競爭中,其最后的5個候選項目中有兩個項目以金星為目標,但最終的結果NASA宣布選擇了兩項小行星任務——Lucy和Psyche,它們將分別于2021年和2023年發射升空。而第三個項目則是探測近地天體的一部空間望遠鏡,該項目將融資1年。得克薩斯州休斯敦市月球與行星研究所地球物理學家Patrick McGovern表示:“基本上金星研究沒有得到任何資助。”這傳遞的信息似乎是:金星只能等待。華盛頓哥倫比亞特區NASA行星部門負責人Jim Green指出,這些決定有關科學價值和風險。Psyche和Lucy將在沒有大氣抗衡的小行星上使用測試儀器。對于一個斥資4.5億美元的“發現”項目而言,金星似乎太危險了。“金星要比一顆小行星復雜得多”。

然而,金星又是如此重要。英國牛津大學行星科學家科林·威爾遜說:“討論與地球大小相當的巖石行星,只能是金星。”金星上有活火山,還曾經擁有海洋和大陸的特征,陸地構造板塊漂移和覆蓋著厚厚云層也與地球如此相像,研究金星對了解生命進化至關重要。

NASA的科學家也認為,金星有很高的研究價值。例如金星的上層大氣中充滿可以吸收紫外線的顆粒,但是沒人知道這些顆粒是什么。如果人類能弄清楚,可能能為防紫外線傷害研究貢獻突破方向。

此外,金星的實例證明,在恒星“宜居區”軌道運行的星球未必適合生存。了解金星的大氣層如何失控、海洋如何蒸發等過程,可以幫助天文學家研究系外行星的宜居性。

目前被稱為長壽命現場太陽系探測器(LLISSE)讓大家看到了金星探測的曙光,這個汽車電池大小的探頭能在長達60天的時間里記錄溫度、壓力、風速和特定化學品,其內的碳化硅芯片不適合存儲數據,但觀測資料可實時發回軌道器或直接傳回地球。如果探測器芯片具備長期逗留金星的潛力,科學家的夢想似乎就觸手可及了。近年來科學家熱衷于用新型半導體構建耐熱電子設備,以及將傳感器放置在噴氣發動機內。正是這些積累,幫助開發出探索金星的碳化硅芯片等耐高溫元器件。

登陸金星的難度仍然不容小覷。NASA噴氣推進實驗室的一個研究小組正在探索讓幾乎不用電子設備的純機械動力車在金星上著陸。

如此看來,我們人類對宇宙的探索其實很有限。我們連離我們很近的行星都難以探索,更別說更加遙遠,環境更惡劣的星球了。換個思維想一想,地球這顆距離太陽不遠不近的星球,提供了一個適合人類這種生物居住的環境。是不是有些太幸運,太偶然了!

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