10 月 29 日消息，美國國家航空航天局（NASA）計(jì)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(shí)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。

“達(dá)芬奇”任務(wù)探測器的主體是一個(gè)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）和其它 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)。

【資料圖】

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(shí)驗(yàn)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(tuán)。”他說，“我們還沒有得到這個(gè)謎團(tuán)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(shí)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(dòng)。探測器可以通過測量大氣溫度、風(fēng)力和組成成分來進(jìn)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(dòng)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(dòng)，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(jiān)固結(jié)構(gòu)中。雖然整個(gè)球體可以承受強(qiáng)大氣壓，絕緣材質(zhì)還能保護(hù)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(shí)更惡劣，讓設(shè)計(jì)儀器和支持系統(tǒng)非常具有挑戰(zhàn)性。”洛倫茲說?！八羞@些都必須受到保護(hù)，不受環(huán)境影響，或者能承受惡劣環(huán)境?！?/p>

當(dāng)整個(gè)球體在金星大氣中下落時(shí)，VASI 儀器將通過一個(gè)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(shí)，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(jì)以及測量方向的陀螺儀來測量金星上的風(fēng)力?！斑_(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(jì)劃于 2029 年發(fā)射升空。如果一切順利進(jìn)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(gè)降落過程大約需要一個(gè)小時(shí)的時(shí)間。NASA 科學(xué)家預(yù)計(jì)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。

來源：網(wǎng)易科技