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全球简讯:欧空局公布新计划 希望让航天器进入金星可怕的大气层中

2022-07-30 09:31:47  来源:cnBeta.COM

这带来了一个两难的问题:如何让一个人类制造的航天器不仅能够承受金星上难以理解的危险,而且还能在其低层大气中飞行并收集有价值的信息而不受伤害?根据该机构新近发布的名为EnVision的任务计划,关键是“空气制动”。


【资料图】

EnVision研究经理Thomas Voirin周五在一份声明中说:“在(阿丽亚娜6型运载火箭)上飞行,我们无法承担降低轨道所需的所有额外推进剂。”

以下是将要进行的工作:

首先,Voiron解释说,航天器将在一个非常高的高度进入金星的轨道,大约25万公里。然后,为了使该航天器到达离该行星表面仅130公里的最终目的地,该飞船将在大约两年时间内稳步减速,反复经过金星的高层大气。

最终,EnVision探测器将位于其最终轨道上,在那里它将以前所未有的精度对这个“有毒”的世界进行成像和绘图。此外,欧空局说,它将在下降过程中逐步进行科学测量--比如在500公里高度的极地轨道上。

欧空局的空气制动概念之前已经进行过测试,例如该机构的ExoMars Trace Gas Orbiter任务。在这颗红色星球附近,它是成功的。

然而,“金星周围的空气制动将更具挑战性,”Voirin说。“金星的引力大约是火星的10倍。这意味着航天器在通过大气层时,将经历比TGO高一倍的速度。”

除此之外,还有一个障碍,就是要与金星上巨大的高活性大气原子氧浓度作斗争,这可能会损坏航天器,以及吞噬探测器的极大量热量,因为热量是与速度一起成倍产生的。

“我们想检查这些部件是否能够抵御侵蚀,同时保持它们的光学特性--意味着它们不会退化或变暗--这可能会对它们的热行为产生连锁反应,因为我们有精致的科学仪器,必须保持一个设定的温度,”Voirin说。“我们还需要避免剥落或放气,这将导致污染。在EnVision要去的地方,甚至铅也会变成液体。”

值得注意的是,欧空局在其以前的金星任务—金星快车号(Venus Express)中也尝试过空气制动,--但在航天器的生命末期序列中采用了这一机制。它最终坠向了金星大气。

欧空局的Envision任务将寻找什么?

通过提议的任务,欧空局的希望是维持金星深轨道上的航天器,这样它就可以帮助解决围绕金星的长期问题。这包括诸如金星是否曾经拥有过海洋,或者是否可以维持生命之类的事情。

事实上,多年来,许多其他太空探测器一直在试图解开这些谜团——当然,欧空局自己的金星快车,还有美国宇航局的许多任务,它们在前往主要目的地的途中在金星附近停留。

在接下来的几年中,NASA 还计划执行两项特定于金星的任务,称为 Davinci 和 Veritas。通过一些成功的空气制动,EnVision 将完成这支现代的金星探索者“三人组”。

Venus 还提出了一个非常引人注目的问题,EnVision 可以帮助回答。这个废弃的世界是否让我们看到了地球未来的消亡,这是及时的担忧。

美国宇航局戈达德空间研究所的研究员Michael Way在一份声明中说: “我们用来模拟地球气候变化的许多相同工具都可以用于研究过去和现在其他星球的气候。 这些结果表明,古代金星可能是一个与今天截然不同的地方。”

尽管金星现在被认为是绝对悲惨的——以二氧化碳为主,厚得令人窒息的大气层和令人震惊的高温——但许多专家认为它是由与我们的太阳系合并时的地球成分相似的成分形成的。金星可能有稀薄的大气层和一些水体,通常看起来是我们星球的宇宙孪生兄弟。

但是由于金星上所谓的“失控温室效应”,事情发生了变化。简单地说,“失控温室效应”是指金星的海洋随着时间的推移蒸发,将水蒸气倾倒到大气中,从而捕获了过多的热量。所有这些热量导致更多的海洋蒸发。有一天地球也会发生这种情况吗?尤其是考虑到由于人类活动(如燃烧煤炭和将二氧化碳排放到大气中)导致气候变化正在加剧这一事实?

“金星将帮助我们了解当温室效应非常极端时会发生什么,”欧空局金星快车任务的项目科学家Hakan Svedhem在一份声明中说。“然而,这并不是一个很好的例子,说明人类活动会对地球造成什么影响。地球上的生命会因为极端温度而消失,远在达到金星上二氧化碳浓度的一半之前!”

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