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为什么我们需要回到金星

商业 2019-12-25 16:08:04

就在隔壁,从宇宙学上讲,是一个几乎和地球一模一样的行星。它大约相同的大小,是由大约相同的东西,并形成在同一颗星周围。

对于一位远在几年外的外星人来说,通过望远镜观察太阳系,它和我们自己的行星几乎是无法区分的。但是,要了解金星的表面状况--自洁烤箱的温度,以及充满硫酸云的二氧化碳的大气层--就意味着它绝不是地球。

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那么,为什么两个行星在位置、形成和组成上如此相似,结果却会如此不同呢?这个问题引起了越来越多的行星科学家的关注,并激发了许多金星探索的努力。如果科学家能理解金星为什么会这样,我们就能更好地理解地球一样的行星是规则还是例外。

我是一个行星科学家,我对其他世界的发展很感兴趣。我对金星特别感兴趣,因为它给我们提供了一个世界的一瞥,这个世界可能与我们的世界并没有太大的不同。

目前对金星的科学观点认为,在过去的某个时候,地球的水比今天的枯干大气所显示的要多得多——甚至可能是海洋。但随着太阳变得越来越热和明亮(这是老化的自然结果),金星表面温度上升,最终使任何海洋蒸发。

随着大气中的水蒸气越来越多,地球进入了一个失控的温室状态,它无法恢复。地球风格的板块构造(地球外层被分解成大的、可移动的部分)是否曾在金星上运行尚不清楚。水是板块构造运行的关键,如果在那里运行,失控的温室效应将有效地关闭这一过程。

但板块构造的终结并不意味着地质活动的结束:地球相当大的内部热量继续产生岩浆,随着大量熔岩流动而涌出,并使地球大部分地区重新浮出水面。事实上,金星的平均表面年龄在7亿年左右——当然非常古老,但却比火星、水星或月球数十亿年前的表面年轻得多。

金星作为湿世界的观点只是一个假设:行星科学家不知道是什么导致金星与地球有如此大的差异,也不知道这两颗行星确实是在相同的条件下开始的。人类对金星的了解少于我们对其他太阳系内部行星的了解,很大程度上是因为这颗行星对其探索提出了几个独特的挑战。

例如,需要雷达才能穿透不透明的硫酸云并看到表面。这比月球或水星表面容易看到的要复杂得多。高表面温度--470摄氏度(880华氏度)--意味着传统电子产品的寿命不会超过几个小时。这与火星相去甚远,火星上的漫游者可以运行十多年。部分原因是由于炎热、酸度和表面模糊不清,因此,金星在过去的几十年里没有持续的勘探计划。

尽管如此,在21世纪已经有过两次专门的金星飞行任务:2006—2014年运行的欧洲航天局的金星快车(Venus Express)和日本宇宙航空研究开发机构的Akatsuki航天器(Akatsuki)目前在轨。

人类并不总是忽视金星。它曾经是行星探索的宠儿:在20世纪60年代到80年代之间,大约35次任务被派往第二颗行星。美国宇航局的“水手2号”飞行任务是第一个成功进行行星相遇的航天器,它在1962年飞过金星。第一批从另一个世界表面返回的图像是苏联威尼斯9号登陆器在1975年着陆后发送的。金星13号登陆器是第一个从另一个世界表面返回声音的航天器。但美国宇航局向金星发射的最后一次任务是麦哲伦在1989年。在计划于1994年在地球大气层灭亡之前,该航天器用雷达对几乎整个表面进行了成像。

在过去的几年里,美国宇航局提出了几项金星任务。美国宇航局最近选择的行星任务是一种名为“蜻蜓”的核动力飞船,目的地是土星的卫星土卫六。然而,一项测量金星表面组成的建议被选择用于进一步的技术发展。

正在考虑的其他飞行任务包括欧空局绘制高分辨率地面地图的一项任务,以及俄罗斯作为唯一成功在金星表面放置着陆器的国家,利用其遗产的计划。

大约30年后,美国宇航局为我们的地狱般的邻居,未来的金星探索似乎是有希望的。但是,一个单一的任务--雷达轨道飞行器,甚至是一个长寿的着陆器--都无法解决所有悬而未决的谜团。

相反,我们需要一个持续的探索计划来将我们对金星的了解带到我们理解金星以及火星或月球的地方。这需要时间和金钱,但我相信这是值得的。如果我们能理解金星为什么和何时会变成现在的样子,我们就能更好地理解一个地球大小的世界,当它靠近它的恒星时,它是如何进化的。而且,在一个永远明亮的太阳下,金星甚至可以帮助我们理解地球本身的命运。

这篇文章是从对话保罗K.伯恩,行星地质助理教授,北卡罗莱纳州立大学在一个创造性的共享许可证。

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