NASA時(shí)隔30年后啟動(dòng)DAVINCI+任務(wù)和VERITAS任務(wù)

美國(guó)宇航局（NASA ）上一次啟動(dòng)金星探測(cè)任務(wù)是在 1989 年，當(dāng)時(shí)的麥哲倫號(hào)軌道飛行器研究金星長(zhǎng)達(dá)四年，最后墜毀于金星表面。近 30 年來(lái)，美國(guó)宇航局鮮有關(guān)注金星的計(jì)劃。

而兩項(xiàng)新任務(wù)的到來(lái)即將打破這個(gè)局面，NASA 局長(zhǎng)比爾?納爾遜（Bill Nelson）近日宣布，NASA 已選定兩項(xiàng)探索金星的新任務(wù)，即 DAVINCI + 任務(wù) 和 VERITAS 任務(wù)。用北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的行星科學(xué)家保羅?伯恩（Paul Byrne）的話說(shuō)就是：“我們以前無(wú)人問(wèn)津，現(xiàn)在門庭若市”。

說(shuō)實(shí)話，NASA 這么多年來(lái)都不看好再次探索金星，原因有些令人費(fèi)解。誠(chéng)然，由于環(huán)境惡劣探索金星一直都困難重重。金星的表面溫度高達(dá) 471℃（足以融化鉛的溫度），環(huán)境壓力是地球上的 89 倍，大氣中 96% 是二氧化碳，且覆蓋著厚厚的硫酸云層。1982 年，蘇聯(lián)的 Venera 13 探測(cè)器在金星上著陸后堅(jiān)持了 127 分鐘就被摧毀。

然而，金星上的環(huán)境并不是本來(lái)就如此嚴(yán)酷的。眾所周知，金星和地球一開(kāi)始是規(guī)模相當(dāng)?shù)?，并且都位于太?yáng)系的宜居區(qū)（可能使得星球表面存在液態(tài)水的區(qū)域）。

但現(xiàn)實(shí)是只有地球變得宜居，而金星卻成了“煉獄”?？茖W(xué)家們想知道這其中的奧秘。伯恩表示這些新的任務(wù) “將幫助我們從根本上回答為什么這個(gè)姐妹星球并沒(méi)有跟地球如出一轍”。

2020 年，NASA 之所以更加認(rèn)真地對(duì)待金星探索，原因在于另一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)：金星上有發(fā)現(xiàn)生命的跡象。

2020 年 9 月，科學(xué)家們宣布，他們有可能在金星的大氣層中發(fā)現(xiàn)了磷化氫氣體，這是一種已知由生命體產(chǎn)生的物質(zhì)。在隨后的幾個(gè)月里，科學(xué)家們紛紛核對(duì)了這些數(shù)據(jù)，但目前為止，磷化氫的讀數(shù)是否真實(shí)還尚未得到定論。

不過(guò)，這些令人振奮的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了討論 —— 也許在金星上有可能會(huì)發(fā)現(xiàn)地外生命，這種誘人的新猜想使得金星成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)（也可能是批準(zhǔn) NASA 預(yù)算的立法者的關(guān)注點(diǎn)）。

加利福尼亞大學(xué)河濱分校的天文學(xué)家斯蒂芬?凱恩（Stephen Kane）表示：“這兩項(xiàng)新任務(wù)是 NASA 對(duì)金星的一個(gè)明確聲明，即：‘我們看到了你們，我們知道你們?cè)谶^(guò)去沒(méi)有得到重視，我們會(huì)將功補(bǔ)過(guò)’?！?他還指出，“這是一個(gè)不可思議的時(shí)刻。”

DAVINCI + 是金星深層大氣惰性氣體、化學(xué)和成像調(diào)查的簡(jiǎn)稱。據(jù)了解DAVINCI + 是一個(gè)航天器，將進(jìn)入金星密集的高溫大氣層，并降落到金星表面。

在其 63 分鐘的下降過(guò)程中，DAVINCI + 將使用多個(gè)光譜儀來(lái)研究大氣的化學(xué)和組成。此外，它還將拍下金星的景觀，以幫助科學(xué)家們更好地了解其地殼和地形（如果順利的話，DAVINCI + 將成為第一個(gè)在降落過(guò)程中拍攝行星的探測(cè)器）。

VERITAS 是金星輻射率、無(wú)線電科學(xué)、干涉雷達(dá)、地形學(xué)和光譜學(xué)的簡(jiǎn)稱，是旨在從更安全的距離進(jìn)行其他研究的軌道。

VERITAS 將使用雷達(dá)和近紅外光譜學(xué)來(lái)探索金星厚云之下的環(huán)境，并觀察其表面的地質(zhì)和地形。

這兩項(xiàng)任務(wù)都有一個(gè)獨(dú)特的調(diào)查重點(diǎn)：DAVINCI + 的任務(wù)是研究金星上大氣層、氣候和水的歷史淵源和演變過(guò)程；而 VERITAS 則側(cè)重幫助科學(xué)家了解金星的內(nèi)部 —— 金星的火山和構(gòu)造歷史、金星的質(zhì)量和引力場(chǎng)、金星的地球化學(xué)以及金星地震活動(dòng)的程度。

此外，這兩個(gè)探測(cè)器預(yù)計(jì)將在 2028 年至 2030 年間同時(shí)發(fā)往金星，這意味著它們可以相輔相成。例如，凱恩指出，一顆行星的可居住性受到許多因素的影響，包括板塊構(gòu)造和俯沖作用（將碳從大氣層回收到行星內(nèi)部的過(guò)程）以及它的大氣化學(xué)。

雖然 VERITAS 可以通過(guò)提供前所未有的表面觀測(cè)得知火星是否正在進(jìn)行碳循環(huán)，但 DAVINCI + 將直接探測(cè)大氣化學(xué)。凱恩說(shuō)，這兩項(xiàng)任務(wù)加在一起 將 “天衣無(wú)縫”，可以為這些活動(dòng)如何影響金星的宜居潛力（或缺乏宜居潛力）提供清晰的圖像。

盡管這些任務(wù)只是一個(gè)前奏，伯恩希望能制定更宏偉的探索計(jì)劃，用我們研究火星的方式來(lái)研究金星 —— 多任務(wù)同時(shí)在線探索其表面、大氣和軌道。伯恩表示：“一項(xiàng)任務(wù)是不夠的，兩項(xiàng)任務(wù)也是不夠的！”。

DAVINCI + 和 VERITAS 可以幫助為幾十年后的這樣一個(gè)計(jì)劃奠定基礎(chǔ)。也許在我們有生之年，從金星帶回一個(gè)樣本，就像我們準(zhǔn)備從火星帶回樣本那樣。

原文：https://www.technologyreview.com/2021/06/02/1025660/nasa-venus-davici-plus-veritas/編輯：jq