歐洲金星探測器完成使命不久將墜落

  據歐洲媒體報道,2005年11月9日,金星快車探測器由一枚聯盟-FG火箭搭載,從哈薩克斯坦的拜科努爾航天發射場升空,隨後於2006年4月11日抵達金星

  而現在,在連續工作超過8年,圓滿完成了所有預定的科學任務之後,金星快車探測器不久之後將按計劃墜入金星濃密的大氣層焚燬。

  這艘飛船以24小時週期的極軌橢圓軌道圍繞金星運行,其距離金星南極的最遠距離為大約6.6萬公里,這使其有能力對整個金星金星全球成像,而在金星北極上空時抵達其軌道的最低點,距離金星表面僅有大約250公里,幾乎接近金星的大氣層。

  金星快車上搭載了7台科學載荷,可以對金星的電離層,大氣層以及金星地表進行詳細觀察。

運行中的歐空局金星快車探測器

  歐空局項目科學家哈肯·斯瓦德海姆(H?kan Svedhem)表示:“金星快車告訴我們在不同時間尺度上一顆行星是多麼千變萬化。另外它也提供了有關這顆行星在過去46億年間如何變化的線索。”

  他說:“這些信息將幫助我們瞭解地球與金星之間如此巨大的現狀是如何產生的,但我們也注意到這兩顆行星之間所存在的巨大相似性。”

  生而不同?

  金星的地表溫度高達450攝氏度,幾乎像是火爐一般。

  除此之外它還擁有極其稠密的大氣層,其中的氣體成分是劇毒的。

  但從探測器上搭載的紅外設備獲取的金星地表岩石信息來看,我們發現金星在過去地質歷史上可能曾經有過板塊構造運動,與地球的情況相似,甚至還可能曾經存在過海洋。

金星上的火山活動現在仍在持續嗎?

  和地球一樣,金星高層大氣也正不斷損失物質,那裡的氣體物質向太空散逸。金星快車的測量數據顯示在這一區域氫原子的散逸數量是氧原子的兩倍。由於水分子正好是由兩個氫原子和一個氧原子組成的,這一觀測結果顯示水分正在不斷從金星上散失。

  今天,地球上的水量相當於金星水量的10萬倍以上。但由於這兩顆行星大致擁有相似的大小,也大致形成於相同的時間,因此在它們形成的初期,這兩顆星球上應當曾經擁有相似水平的水量。

  但與此同時,金星快車上搭載的相機此前追蹤到距離金星地表約70公里高空大氣中的一些現象,包括旋轉的氣旋,這就彷彿地球上的颶風。探測器也在金星大氣中紀錄到閃電,這是根據閃電產生的電磁效應觀測到的。

  金星研究中還有一個非常引人注目的問題,那就是它超快的大氣自旋,即所謂“4日環流”——金星的大氣層自轉一圈只需要4天時間,而金星本身自轉一圈的時間則長達243天,這一點讓科學家們大惑不解。

  在一項研究中發現,金星上的風速在短短6個地球日內便從每小時300公里上升到了每小時400公里。

  但與此同時,另外一項研究卻顯示自從美國宇航局在大約20年前實施麥哲倫號金星探測項目以來,金星的自轉速度又變慢了大約6.5分鐘。

  當年麥哲倫探測器圍繞金星執行了長達5年的考察任務。

資料圖:金星

  麥哲倫飛船的雷達對整個金星地表進行了測量,發現其地表被大量的火山地形所改造。但金星快車所獲得的數據則暗示這顆行星可能至今仍然處於地質活躍狀態。

  在一項研究中,研究人員發現金星上存在一處形成時間小於250萬年的熔岩流。250萬年這樣的時間尺度在地質歷史上看是非常年輕的,幾乎就跟昨天差不多。

  事實上,在金星快車的任務執行期間,測量數據便顯示金星上層大氣的二氧化硫含量存在較大的變化。儘管大氣循環上的異常有時也會產生這樣的結果,但這是迄今為止證明金星上仍然存在火山活動的最有力證據。

  最後的時光

  現在,在經過8年在軌運行之後,維持橢圓軌道運行的燃料供應已經捉襟見肘,不久便將耗盡。

探測器將要壽命終止

  因此,常規科學觀測工作已經於本周結束,目前探測器只剩下最後一項主要工作,即為即將進行的主動墜毀操作進行準備。

  金星快車項目主管帕特裡克·馬丁(Patrick Martin)表示:“我們此前已經嘗試了短暫的‘大氣剎車’,即在大約165公里的高度上讓探測器貼著金星大氣層的外緣運行,使其與外層的稀薄大氣發生摩擦從而達到讓探測器減速的目的。而現在我們希望能進一步降低高度,如在130公里甚至更低的高度上繼續進行。”

  他說:“只有開展這樣大膽的舉動,我們才能獲得新的認識,不僅是有關通常我們不能抵達的金星大氣層區域,同時也可以瞭解探測器及其部件在金星大氣惡劣環境下的反應。”

  這種大氣剎車階段將從6月18日持續到7月11日,在此期間部分設備,包括磁強計,太陽風以及原子分析設備將會部分運轉。同時溫度和氣壓感應器也將紀錄環境探測器在此期間經歷的環境狀況。

  探測器運作主管帕羅·費裡(Paolo Ferri)表示:“這樣做也將為我們提供一個開發與實踐大氣剎車操作所必須關鍵技術的機會,這對於規劃未來的探測計劃將是至關重要的。”

星快車探測器不久之後將按計劃墜入金星濃密的大氣層焚燬

  大氣剎車技術可以讓探測器使用較少的燃料便可以被目標行星捕獲,這樣便可以大大減少探測器所攜帶的燃料質量。

  有一種可能性是,金星快車探測器所攜帶的燃料不足以支撐它這一次的冒險行動。但假如它仍然健康,那麼在那之後控制人員將會指令它再次提升軌道,並繼續開展有限的探測活動,這樣的活動可能將會持續數月的時間,前提是它剩餘的燃料允許它這樣做。

金星南半球圖像,金星快車探測器壽命終止前拍攝
 

  不過,到今年年底的時候,金星快車極有可能已經耗盡了它所有的燃料,再也無法繼續維持飛行,那時它的科學探測期也就到達了終點。

  哈肯表示:“金星快車探測器在揭開這顆神秘行星的面紗方面已經超越了所有此前的探測器項目,毫無疑問,直到生命的最後一刻,它仍將為我們帶來驚喜。”




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