在太阳系所有岩石的内部世界中,金星是最具挑战性的探索。

随着地表温度达到令人困惑的(464摄氏度),即使是最坚硬的着陆器也无法生存很久。但是一个叫做卡利普索金星探测器的新想法需要一个大胆的新任务设计:一个科学探测器悬挂在大气层下方20英里(32公里)处。

这是一个从低海拔探索金星表面的任务。卡利普索金星侦察机由一个高空气球和一个仪表下降舱(DM)组成。DM通过系绳部署到10-25公里的高度,在那里它获得图像,具有米和厘米级的分辨率和粗略的红外光谱。它在几个小时后卷进“冷却”周期,然后再次部署。气球保持在高空,无需加强防护,以在金星低层大气的高温和高气压下生存。

因为金星只比我们自己的星球稍小一点,所以它被称为"地球双胞胎"的绰号。但是,如果金星真的是地球的孪生兄弟,它是邪恶的。尽管两者的规模相似,但两个世界却大不相同。虽然地球保持着温和的气候,一个体面的大气层对辽阔的液态水海洋保持了控制,但金星是一个噩梦般的世界。其大气层几乎完全是二氧化碳,其压力是地球海平面的92倍。有毒大气层非常厚,行星的表面温度是太阳系内部最热的——尽管距离太阳50%远,甚至比水星还暖和。

在金星的所有任务中,只有苏联人试图通过"维内拉"计划任何登陆。由于极端条件的残酷,大多数登陆者失败了,但少数登陆者设法生存了足够长的时间,在屈服前迅速将一些曝光送回去。

自1982年维内拉14号以来,没有一个着陆器到达金星表面。迄今为止,我们唯一的地表记录来自那几个苏联探测器和偶尔的轨道飞行器。尽管金星可能是我们的双胞胎,但我们对它了解太少了。

新想法探测金星

即使在上次维内拉任务近40年后,我们还没有技术像在火星上那样建造一个可靠的、长期的探测器来探测金星的地形。更重要的是,由于对火星探测的兴趣,包括可能的人类访问,没有人真正想把钱花在开发仍然危险的金星冒险所需的技术上。

但可能还有另一种方法,它被称为卡利普索金星童子军,概述在白皮书最近张贴到预印网站arXiv.org。卡利普索目前不在美国宇航局的考虑之中,论文作者写到,它给十分调查,政府的长期规划过程,行星科学,更广泛的感觉目前的选择。

任务试图平衡金星的双重挑战:金星表面太热,但试图研究表面的轨道任务受到英里和英里厚,朦胧云层的阻碍,使精确的测量令人难以置信的困难。在海拔约20英里的高空,金星的厚云清晰而远。如果你能得到一个低于该水平的探头,那么你应该有一个清晰,畅通无阻的地面视图。虽然在海拔高度仍然非常热,但它不像表面那么热:一个相对温和的260华氏度(130摄氏度)。

当卡利普索到达金星时,一个巨大的气球将部署在大气层中,就在云层的顶部,在大约30英里(50公里)的高度保持稳定。在该高度,温度和压力不需要任何巧妙的新技术,太阳能电池板可以为探头提供充足的动力。从那个气球,一个下降舱将向下跟踪,举行了10-20英里(15-30公里)长的系绳到气球。下降模块会戳下云层,并拍摄一些照片,测量地形,因为高空风吹气球周围。然后,一旦下降模块内部的温度变得太热而无法处理,模块将回卷回云层之上,将数据传回地球,而模块冷却一轮。

在上下移动的路上,探测器会以可见光和红外波长缓慢扫描金星表面,其潜在分辨率只有几英寸或几厘米。卡利普索最强大的一个方面是,它不只是研究一个单一的着陆点,但将能够调查金星景观的广大范围。

了解金星对于了解我们自己的星球至关重要。数十亿年前,金星真的是地球的孪生之子,有液态水的海洋和宜人的大气层。但是金星上失控的温室事件蒸发了海洋,让二氧化碳肆无忌惮地排放到大气中,使这个地方一片废墟。金星变得如此干燥,板块构造完全关闭,将表面锁定在至少数亿年。

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