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      1. 挑戰(zhàn)地獄般環(huán)境,NASA探測器計劃穿越金星大氣層

        更新時間:2022-10-29 16:05:57作者:智慧百科

        挑戰(zhàn)地獄般環(huán)境,NASA探測器計劃穿越金星大氣層

        10月29日消息,美國國家航空航天局(NASA)計劃于本世紀(jì)20年代末30年代初開展“金星深層大氣惰性氣體、化學(xué)和成像調(diào)查”(DAVINCI,Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging)任務(wù)。據(jù)悉,屆時任務(wù)探測器將攜帶6部儀器穿越金星條件極端惡劣的大氣層,幫助科學(xué)家繪制出迄今為止最詳細(xì)的金星大氣分層圖。


        圖片來源:NASA

        “達(dá)芬奇”任務(wù)探測器的主體是一個直徑3英尺(約合0.9米)的球體,將于2031年中期借助降落傘穿越金星大氣層。探測器攜帶了金星大氣結(jié)構(gòu)調(diào)查儀(VASI)和其他5部儀器。其中VASI能在下降過程中收集有關(guān)金星大氣層溫度、氣壓和風(fēng)力的數(shù)據(jù)。

        VASI科學(xué)負(fù)責(zé)人、馬里蘭州約翰·霍普金斯應(yīng)用物理實驗室(APL)行星科學(xué)家拉爾夫·洛倫茲(Ralph Lorenz)在一份聲明中說:“金星的深層大氣中有不少大謎團。”他說,“我們還沒有得到這個謎團的所有細(xì)節(jié)信息,‘達(dá)芬奇’任務(wù)探測器將通過測量金星大氣成分,同時測量接近金星地表的壓力和溫度,給我們提供更多信息?!?/p>

        金星稠密的大氣層中隱藏著很多秘密,其中包括大氣層的組成,以及億萬年來金星上的許多火山如何影響大氣。科學(xué)家將探測器送入金星大氣層的關(guān)鍵目標(biāo)之一是確定金星上是否仍有火山活動。探測器可以通過測量大氣溫度、風(fēng)力和組成成分來進行分析。解決這些難題也可以讓科學(xué)家從側(cè)面了解地球持續(xù)的火山活動會如何影響地球大氣層。

        洛倫茲說:“我們所理解地球的長期宜居性取決于地球內(nèi)部和大氣的相互作用?!薄拔覀兇髿庵虚L期存在的豐富二氧化碳主要依賴于火山活動,這樣才能讓地球表面足夠溫暖,適合人類居住?!?/p>

        “達(dá)芬奇”任務(wù)探測器研究金星的主要挑戰(zhàn)之一是金星上的極端條件,其表面壓力比地球大90倍,表面溫度約為900華氏度(460攝氏度)。

        任何探測器從軌道下降到金星表面的過程中,都必須先穿過金星上層大氣中的硫酸云。硫酸云不透光,還會反光,其存在使得科學(xué)家從地球上觀測金星變得很困難。

        為了應(yīng)對惡劣的大氣環(huán)境,“達(dá)芬奇”任務(wù)探測器的降落球和傳感器會被封閉在類似潛艇的堅固結(jié)構(gòu)中。雖然整個球體可以承受強大氣壓,絕緣材質(zhì)還能保護傳感器免受金星地表附近高溫的影響,但VASI儀器的傳感器必須暴露在惡劣大氣中才能工作。

        “探測金星很困難。金星大氣的環(huán)境惡劣,特別是在大氣層較低時更惡劣,讓設(shè)計儀器和支持系統(tǒng)非常具有挑戰(zhàn)性?!甭鍌惼澱f。“所有這些都必須受到保護,不受環(huán)境影響,或者能承受惡劣環(huán)境?!?/p>

        當(dāng)整個球體在金星大氣中下落時,VASI儀器將通過一個裝在細(xì)長金屬管中的傳感器來測量大氣溫度。當(dāng)金星大氣加熱金屬管時,傳感器能測量并記錄膨脹值,從而無需直接暴露在腐蝕環(huán)境中。

        VASI儀器還會使用封裝在探測器中的硅質(zhì)薄膜測量金星的大氣壓力。薄膜一側(cè)是真空環(huán)境,另一側(cè)面對金星大氣層。大氣會對薄膜施壓,薄膜的拉伸程度能夠反映出金星的大氣壓力。

        此外,VASI儀器利用測試速度和方向變化的加速計以及測量方向的陀螺儀來測量金星上的風(fēng)力。“達(dá)芬奇”任務(wù)還會通過監(jiān)測無線電波頻率和波長的變化來跟蹤金星大氣中風(fēng)速和風(fēng)向的變化。

        “達(dá)芬奇”任務(wù)計劃于2029年發(fā)射升空。如果一切順利進行,“達(dá)芬奇”任務(wù)的球形探測器將在2031年穿越金星大氣層。

        整個降落過程大約需要一個小時的時間。NASA科學(xué)家預(yù)計探測器可能會墜毀在金星表面。但如果探測器能成功降落,科學(xué)家準(zhǔn)備用探測器在金星表面開展大約17分鐘的科學(xué)研究。(辰辰)

        本文標(biāo)簽: 大氣層  金星  nasa  行星  洛倫茲