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火星之后,放眼金星

金星上的风暴
包围金星的大气层令这颗星球在我们的夜空中显得格外耀眼,但它也紧紧锁住太阳带来的热量,从而产生可怕的温室效应。金星的地表温度:460度。(艺术家画笔下的金星) Keystone

随着火星这颗红色星球成为今年的头条新闻,各航天机构正在为雄心勃勃的太空计划做准备,下一个目标-飞向地球姊妹星金星。但这样一个充满敌意的星球能教给我们些什么?

金星曾被科幻小说作家想象成一个充斥着食肉植物及其他奇怪生物的巨大热带沼泽,但这样的日子已经一去不复返了。自太空时代开始以来,发送到地球近邻的探测器揭示出一个完全不适宜居住的星球:足以融化铅或锡的气温,由占96%的二氧化碳构成的大气层,硫酸云,92倍于地球的地表压力。这压力甚至可以压碎一辆装甲车,就像我们压瘪一个空易拉罐。

但我们若是停留在距离金星表面40到50公里的高空,则会在高层大气中发现与地球表面条件相当的温度和压力。也就是说,那里具有有利于某种生命形式产生的条件,即使我们猜想那里并没有足够的水。

领导伯尔尼大学空间研究系和行星学系的彼得‧沃兹(Peter Wurz)说:“细菌有可能在那里生长。虽然这仍属于非常大胆的猜想,但算不得完全疯狂。”从阿波罗11号的太阳帆(多语)CHEOPS轨道望远镜(多语),再到长眠于丘留莫夫-格拉西缅科彗星上的罗塞塔号探测器里的仪器,他所在的研究机构已在太空探索方面建立了坚实的声誉。

未来的三项太空计划

然而让沃兹及其来自世界各地的同事对这颗云雾星球感兴趣的首要原因,并不是纯属猜想的找到生命的机会。如今围绕银河系中已经确定的许多系外类地行星逐渐积累起大量数据,他们希望借助这些数据来更深入地了解金星,以便更好地理解宇宙的演变。

今春几个探测器及一中一美两辆探测车顺利登陆火星,引起媒体热评,之后美国国家航空航天局(NASA)和欧洲空间局(ESA)相继宣布了各自未来的金星探索计划。

对金星的探索始于太空时代之初。尽管美国国家航空航天局借助水手2号探测器(1962年)第一次接近金星,但苏联人凭着不懈的努力-在飞往金星旅途的各个阶段失败了不下15次之后-成了唯一登陆金星的国家。在1970-1985年间,他们共有10部探测器成功登陆那个地狱般的行星表面,再在几分钟内被压力无情摧毁。最长“存活”纪录是金星13号创下的2小时7分钟。

后来兴趣减退,苏联解体,金星任务也日渐稀少。2005年欧洲人发射了金星快车(英)外部链接,而自2015年以来,日本破晓号探测器就一直在围绕金星旋转,研究它的大气层。

今年6月欧洲空间局公布太空计划EnVision,计划于2031年飞离地球。这个探测器将朝着金星飞行15个月,再用16个月时间减速以进入轨道围绕金星运转,之后就开始借助各种仪器探索这颗行星的大气层及其地表,有些仪器由美国人提供。而美国国家航空航天局在沉寂了30年后,正在为2028-2030年酝酿两个计划:DAVINCI+和VERITAS,下面这个视频对其做了简短介绍(英)。

外部内容

DAVINCI+将进入金星的大气层,而VERITAS会围绕金星轨道运行,以研究它的地质历史。

沃兹提醒说:“金星也是我们太阳系的组成部分。所有行星的基本材质都一样,但为什么它们差别那么大?为什么地球上存在生命,而火星、金星上却没有?这两颗行星现在都不适宜生存,我们不禁要问,在其发展过程中哪个环节出了问题。”

地狱般的温室效应

当然,基于此前太空任务提供的资料,包括瑞士在内的科学界对这个问题都有一些想法。因此,由苏黎世联邦理工学院(EPHZ)的保罗·A·索西(Paolo A. Sossi)带领的一个国际团队在2020年底发表研究(英)外部链接,推断金星与地球在形成之初,即各自的地表尚为熔岩之时,它们的大气层曾经非常相似-这一假设已经历了数十年的推敲。

那么为什么我们能够在清晨的微风中自由呼吸,而我们的邻近星球却像个女巫的大锅,哪怕只是粘到一点点,就能在几秒钟里令我们窒息而死呢?

金星
“金星快车”探测器于2006年接近这颗行星(20万公里)时拍摄的照片,这颗星球一直隐藏在浓厚的云层之下。 Keystone

比起地球,金星距离太阳更近,得到的热量也几乎是地球的两倍。然而这并不是唯一的原因。太阳系第二颗行星的大气温度甚至比第一颗行星(水星)还要高,这主要是由于温室效应,比我们因气候变化感受到的酷热还要可怕许多倍。“那可不是人的过错,”沃兹解释道,“变暖过程并不是线形的,到一定程度会呈指数曲线形,这一现象将一发而不可收拾,且无法逆转。”

我们可以举一个变暖自我加速的例子:地球两极的冰盖会反射阳光,把热量送回太空。但当冰盖融化,即使没有人的干预,海洋都会吸收热量从而强化温室效应。

一分钟了解金星-美国国家航空航天局制作(英)

外部内容

瑞士也参与其中

金星上还有处于活动状态的火山吗?这是另一个让科学家感兴趣的问题。由苏黎世理工地质物理学家安娜·居尔赫(Anna Gülcher)领导的最近一项国际研究(英)外部链接,似乎对此做了肯定。

除了在地球上进行这些研究,瑞士境内的科研人员还会参与未来的太空计划。

小瑞士在大太空扮演着“大角色” - 插图

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“欧洲EnVision计划中会有瑞士设备,”沃兹肯定地说。这次将不止是传统上由航天子系统和零部件供应商RUAG Space制造的阿里亚娜6号火箭的设备舱整流罩,沃兹工作的伯尔尼大学就曾为金星快车提供了两部仪器,这次又向欧洲空间局提议了一台用以分析大气的设备。这位物理学家对此信心十足:“这项太空任务的细节还未具体敲定,但这个世界就这么大,我们又有很好的声誉。”

谈到美国国家航空航天局的两个探测器,沃兹承认,即使瑞士经常可以进入美国市场,但总体而言困难不小。“美国很大,如果他们自己有人能够制造,那么他们就会把订单交给自己人。”

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(译自法语:于雷)

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