歐空局公布新計劃希望讓航天器進入金星可怕的大氣層中

據CNET報道，在2030年代初期，歐空局打算在金星的大氣層深處安放一個探測器–這是一個殘酷的星球，持續以462攝氏度的高溫燃燒，水蒸氣含量基本為零。或者正如美國宇航局所說，“今天的金星是一個地獄般的世界”。

這帶來了一個兩難的問題：如何讓一個人類製造的航天器不僅能夠承受金星上難以理解的危險，而且還能在其低層大氣中飛行並收集有價值的信息而不受傷害？根據該機構新近發布的名為EnVision的任務計劃，關鍵是“空氣制動”。

EnVision研究經理Thomas Voirin周五在一份聲明中說：“在（阿麗亞娜6型運載火箭）上飛行，我們無法承擔降低軌道所需的所有額外推進劑。”

以下是將要進行的工作：

首先，Voiron解釋說，航天器將在一個非常高的高度進入金星的軌道，大約25萬公里。然後，為了使該航天器到達離該行星表面僅130公里的最終目的地，該飛船將在大約兩年時間內穩步減速，反覆經過金星的高層大氣。

最終，EnVision探測器將位於其最終軌道上，在那裡它將以前所未有的精度對這個“有毒”的世界進行成像和繪圖。此外，歐空局說，它將在下降過程中逐步進行科學測量–比如在500公里高度的極地軌道上。

歐空局的空氣制動概念之前已經進行過測試，例如該機構的ExoMars Trace Gas Orbiter任務。在這顆紅色星球附近，它是成功的。

然而，“金星周圍的空氣制動將更具挑戰性，”Voirin說。“金星的引力大約是火星的10倍。這意味着航天器在通過大氣層時，將經歷比TGO高一倍的速度。”

除此之外，還有一個障礙，就是要與金星上巨大的高活性大氣原子氧濃度作鬥爭，這可能會損壞航天器，以及吞噬探測器的極大量熱量，因為熱量是與速度一起成倍產生的。

“我們想檢查這些部件是否能夠抵禦侵蝕，同時保持它們的光學特性–意味着它們不會退化或變暗–這可能會對它們的熱行為產生連鎖反應，因為我們有精緻的科學儀器，必須保持一個設定的溫度，”Voirin說。“我們還需要避免剝落或放氣，這將導致污染。在EnVision要去的地方，甚至鉛也會變成液體。”

值得注意的是，歐空局在其以前的金星任務—金星快車號(Venus Express)中也嘗試過空氣制動，–但在航天器的生命末期序列中採用了這一機制。它最終墜向了金星大氣。

歐空局的Envision任務將尋找什麼？

通過提議的任務，歐空局的希望是維持金星深軌道上的航天器，這樣它就可以幫助解決圍繞金星的長期問題。這包括諸如金星是否曾經擁有過海洋，或者是否可以維持生命之類的事情。

事實上，多年來，許多其他太空探測器一直在試圖解開這些謎團——當然，歐空局自己的金星快車，還有美國宇航局的許多任務，它們在前往主要目的地的途中在金星附近停留。

在接下來的幾年中，NASA 還計劃執行兩項特定於金星的任務，稱為 Davinci 和 Veritas。通過一些成功的空氣制動，EnVision 將完成這支現代的金星探索者“三人組”。

Venus 還提出了一個非常引人注目的問題，EnVision 可以幫助回答。這個廢棄的世界是否讓我們看到了地球未來的消亡，這是及時的擔憂。

美國宇航局戈達德空間研究所的研究員Michael Way在一份聲明中說： “我們用來模擬地球氣候變化的許多相同工具都可以用於研究過去和現在其他星球的氣候。這些結果表明，古代金星可能是一個與今天截然不同的地方。”

儘管金星現在被認為是絕對悲慘的——以二氧化碳為主，厚得令人窒息的大氣層和令人震驚的高溫——但許多專家認為它是由與我們的太陽系合併時的地球成分相似的成分形成的。金星可能有稀薄的大氣層和一些水體，通常看起來是我們星球的宇宙孿生兄弟。

但是由於金星上所謂的“失控溫室效應”，事情發生了變化。簡單地說，“失控溫室效應”是指金星的海洋隨着時間的推移蒸發，將水蒸氣傾倒到大氣中，從而捕獲了過多的熱量。所有這些熱量導致更多的海洋蒸發。有一天地球也會發生這種情況嗎？尤其是考慮到由於人類活動（如燃燒煤炭和將二氧化碳排放到大氣中）導致氣候變化正在加劇這一事實？

“金星將幫助我們了解當溫室效應非常極端時會發生什麼，”歐空局金星快車任務的項目科學家Hakan Svedhem在一份聲明中說。“然而，這並不是一個很好的例子，說明人類活動會對地球造成什麼影響。地球上的生命會因為極端溫度而消失，遠在達到金星上二氧化碳濃度的一半之前！”