金星為什么能吸引全球科學家的目光?

今年七八月份，包括我國“天問一號”在內的多個國家的探測器扎堆發射，奔向火星。12月1日深夜，“嫦娥五號”成功登月，引起全世界矚目。繼火星、月球之后，哪個星球將成為下一個行星探測的熱點?

不少學者將目光投向了地球的另一位近鄰——金星。日前，第18屆金星探測與分析國際會議(VEXAG)在線上召開。來自美、加、法、日、印、俄等十幾個國家的140余位行星科學家參會，并分享了目前金星研究的新成果，展望了未來探測金星的新方案。

“很多新穎的設想讓人眼前一亮。比如在金星濃厚的大氣層中投放探測氣球或飛艇，長期收集云層數據，或是利用太陽能飛機，更有目的性地窺探金星云層的奧秘。也有學者提出，設計能夠在金星表面走動、滾動或跳動的仿生機器人等觀點。”作為參會科學家之一，美國圣路易斯華盛頓大學地球與行星科學系教授王阿蓮對這次國際交流印象深刻。

地球“未來之鏡” 或有生命藏身

金星，為什么能吸引全球科學家的目光?

“首先，金星是離地球最近的行星。地球未來可能向何方演化，或許我們能從金星的現狀和演化史中找到一些啟發。”王阿蓮表示。

此外，地外生命是空間探索的另一永恒話題。今年9月，《自然·天文學》期刊發表論文，學者利用兩臺望遠鏡在金星厚厚的云層中發現了可能的生命跡象——磷化氫的化學特征。一時間，有關“金星生命”的熱度連番上升，在此次會議上，這一發現因更多的觀測數據再次受到肯定。

“宇宙中有很多類太陽系，很多類太陽系中與金星大小相仿的行星數量比類地行星多。因此對金星生命的研究，也許意味著在廣袤宇宙中，我們可能有更多的伙伴。”王阿蓮說。

事實上，人類對太陽系中行星的探測始于金星。自上世紀60年代起，蘇聯的“金星號”系列，美國的“先驅者金星號”系列等探測器先后造訪金星。近年來，歐洲、日本等相繼發射金星軌道探測器。迄今為止，發往金星或飛掠金星的各種探測器已經超過40顆。

堪比“煉獄世界” 探測困難重重

盡管起始探測時間早，但人類對金星的了解卻比火星少得多，這是為什么?

如果請行星科學家用一個詞形容金星，很有可能是“煉獄世界”。與火星稀薄又寒冷的大氣不同，金星濃厚的大氣層就像一圈溫室大棚，讓太陽照在金星上的熱量進得去、出不來，使其地表溫度高達約464℃。此外，金星地表大氣壓約為地球表面的91倍，還有恐怖的硫酸雨和高頻雷電。惡劣的環境讓很多企圖描摹金星真實面貌的人類使者——探測器“折戟沉沙”。

王阿蓮告訴科技日報記者，金星著陸器需要具備比火星或月球著陸器更高效的隔熱、抗壓等防護技術。以往很多金星探測器著陸不久，就被“壓癟”或者“燒化”，往往只能維持短短數小時的存活期。

“耐高溫器件是金星著陸的技術基礎，例如耐高溫電池、耐高溫電子器件、耐高溫金星鉆孔取樣機等，這些新技術的發展都在會議上有所報道。”王阿蓮表示。

科學問題未解 多項任務待發

目前，有關金星的科研工作多數使用現有軌道探測數據，通過建立數值模型，開展模擬實驗等方式進行。例如，王阿蓮團隊成員,來自山東大學空間科學院的聯合培養博士生曲洪坤就在會上報告了他搭建的金星閃電實驗室模擬裝置，使用二氧化碳、氮氣、二氧化硫等混合氣體模擬金星環境，研究金星閃電對其大氣的紫外吸收特征及大氣中硫循環的影響。

目前，受限于探測數據不足，金星大氣超復雜結構、未知紫外吸收物質、金星表面物質種類、近期火山活動等大量科學問題至今懸而未決。當然，還有終極疑問——金星上是否存在生命。

王阿蓮指出，發射更多金星探測器，尤其金星著陸器，深化金星科學探測是解決這些問題的關鍵。目前全球主要航天強國都在緊鑼密鼓地開展準備工作，例如僅美國NASA就支持著VERITAS、“達芬奇+”和“金星旗艦任務研究”3種探測方案的預研;俄羅斯和歐空局也分別支持著Venera-D、EnVision等任務概念。

2021年是關鍵的一年，各國將基于預研結果對這些任務進行最后的選擇，將利用軌道器、穿云器、著陸器、飛行機器人和小型通信衛星等對金星大氣、地表、內部結構和等離子體環境展開新一輪的科學探測。

金星在向全體地球人“挑戰”。“在迎戰的團隊里，希望能看到更多來自中國的成員。”王阿蓮說。

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