NASA准备探测金星,可能吗?

金星在太阳系中一直有着古怪之称 。 它与地球的相似之处惊人:大小、质量和与太阳的距离大致相同 。 但这两颗行星最终所走的发展道路却截然不同 , 一颗是我们所知的所有生命的诞生地 , 另一颗则成为云层覆盖、炎热无比的地狱 。 部分由硫酸组成的云层也给了这个星球一种神秘的气氛 , 20世纪早期的天文学家甚至推测可能有恐龙在金星地表漫游 。 NASA准备探测金星,可能吗?
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美国宇航局NASA喷气推进实验室团队计划发射他们最新的火星飞行计划VERITAS——金星发射率、射电科学、地形图和光谱学任务 , 解开一直长期困扰我们的金星谜团 。 由于VERITAS计划作为轨道飞行器而不是着陆器 , 其仪器将主要集中在遥感上 。 它将容纳两个主要仪器 , 金星发射率测绘仪(VEM)和金星干涉合成孔径雷达(VISAR) 。 VERITAS还可以在不需要独立仪器的情况下进行一些额外的科学研究 。 作为一个巧妙的工程创新 , 卫星用来向地球发送数据的电信系统也将被用来绘制金星引力场变化的强度图 。
金星的假彩色图像显示了红外光谱中的热点 , 这可能是由该地区的温度峰值引起的 。 然而 , 万有引力场并不是VERITAS感兴趣的唯一变化 。 行星科学家们试图了解金星的发展如何与地球有如此大的差异 , 因此了解表面物质组成的差异是关键 。 然而 , 为了了解金星表面的物质组成 , VERITAS必须能够透过环绕地球的云层窥视 。 NASA准备探测金星,可能吗?
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尽管在可见光光谱中 , 金星周围的大气实际上是透明的 , 波长约为1微米(在红外波段的中间) 。 VEM被设计成捕捉这个波长的光 , 因此能够直接通过金星的云层窥视下面的表面 。 VEM是几台发射率仪器的继承者 , 这些仪器以前曾在伽利略号任务上飞行过 , 最近的金星监视相机(VMC)和可见光和红外热成像光谱仪(VIRTIS)在2006年执行了VenusExpress任务 。
尽管VenusExpress可以成功地透过云层观察 , 但科学家无法分析构成金星表面的物质的光谱特征 。 和地球上几乎所有的东西一样 , 这些信号都受到金星460摄氏度的极高表面温度的影响 。 高温使得科学家们依靠光谱信号来正确识别他们所观察到的物质 , 如果没有调整从极热到光的变化的测量 , 材料光谱数据将毫无意义 。 为了解决这个问题 , 德国航空航天中心(DLR)开发VEM的团队使用了一种外星行星探测中常见的技术:材料模拟 。 NASA准备探测金星,可能吗?
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当获取待测材料困难或不可能时 , 模拟建模是地质学中广泛使用的技术 。 在DLR用VEM进行的实验中 , 他们加热了与预期在金星上发现的物质相似的物质 , 并记录了它们在接近金星表面的温度下发射的光谱 。 有了这个经过调整的光谱数据库 , 当VEM开始在轨道上收集光谱数据时 , 飞行任务的科学团队将能够正确地解释他们所观察到的材料 。
然而 , VEM不仅仅收集微米波长的数据 。 它在其他波段也有一些灵敏度 , 更适合探测金星大气中的物质 。 这部分是为了校准 , 同时也是为了寻找在极端温度和持续太阳辐射下幸存下来的行星表面附近的潜在水蒸气 。 试图证明或反驳金星上的水的矿物学证据是VERITAS的七个主要目标之一 。
另一个目标是了解金星的构造活动 , 这是VISAR真正厉害的地方 。 VISAR的主要目的是充当地形传感器 , 详细描述金星表面特征的高度 。 它并不是第一台这样做的仪器 , 它将根据麦哲伦太空船在20世纪90年代初收集的高度数据建立金星地形模型 , 而麦哲伦的是有史以来第一次收集到这样的数据 , 它不够详细 , 无法回答行星地质学家关于金星构造的尖锐问题 。 NASA准备探测金星,可能吗?
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这些紧迫的问题特别引起了珍妮弗·惠滕(Jenniferwhiten)的兴趣 , 她是VERITAS团队成员 , 也是杜兰大学的行星科学家 。 她研究了其他星球上火山活动的形成 , 并指出“确定金星是否正在经历火山活动 , 并了解是什么过程推动了火山活动 , 这是我希望看到的答案 。 ”
VEM和VISAR都有助于whiten博士和她的同事确定地球上是否真的有活火山 。 VEM的光谱测量将有助于确定是否有任何新形成的物质最初是由岩浆形成的 , 而VISAR的雷达数据将有助于确定地球上是否存在活动断层线 。 活动断层将提供构造活动的有力证据 , 因此可能存在火山 。 NASA准备探测金星,可能吗?
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在麦哲伦原始数据集的基础上 , VISAR将提供更高分辨率的构造特征 。 科学团队正在设计分辨率为垂直5米×水平250米的仪器 , 并将为这颗行星第一张活跃的表面变形图提供基础数据 , 预计垂直方向的精度为1.5厘米 。
这些高分辨率的数据将导致对金星上可能发生的板块构造的新理解 。 将这些构造数据与火山活动和物质成分的数据结合起来 , 科学家们将能够描绘出金星究竟是如何形成的 , 并提供关于金星早期形成与地球之间的差异导致这种戏剧性环境的见解 。
【NASA准备探测金星,可能吗?】除非veritas被选为美国宇航局下一个探索级任务之一 , 否则这些差异背后的veritas仍将笼罩在金星的云层中 。 选拔过程预计在2021年4月进行 。 如果VERITAS被选中 , 它将在2026年发射升空时 , 开始窥视金星神秘的表面 。


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