NASA达芬奇任务综述：大胆探索环境如地狱般的金星

美国宇航局的“达芬奇”任务将彻底改变我们对金星的认知。这项大胆的探险将派遣探测器穿越金星灼热的高压大气层，让人类40多年来首次一睹金星表面的风采。

“达芬奇”号将深入金星厚厚的大气层，提供难得一见的视角，了解其古老的地形和化学奥秘。通过研究稀有气体和火山化合物，科学家们希望揭开金星失落的历史，包括它是否曾拥有海洋。先进的成像技术将提供数十年来金星表面的首次近距离图像，揭示一个可能曾经与地球相似的世界。图片来源：NASA

科学家们希望揭开金星古老地貌的奥秘，探索其高耸的镶嵌结构，并分析其低层大气，以寻找有关这颗行星过去的线索。通过研究稀有气体和化学成分，“达芬奇”号任务可以揭示金星是否曾拥有海洋，以及它是如何演变成地球的“有毒孪生兄弟”的。凭借尖端技术，该任务将勇敢面对金星的极端环境，揭开一段可能重塑我们对行星演化理解的历史。

美国国家航空航天局 (NASA) 的 DAVINCI（金星深层大气惰性气体、化学和成像调查）任务体现了好奇心和创新精神，这也是该任务的命名者列奥纳多·达·芬奇的精神。

DAVINCI计划于 2030 年代初发射，将使用轨道航天器和下降探测器探索金星。该探测器将是 21 世纪首个穿越金星厚厚大气层、从云层顶部下降到金星表面的探测器。DAVINCI 是 2030 年代针对金星的三大主要任务之一，另外两艘分别是NASA 的 VERITAS和ESA 的 EnVision，后者将专注于从轨道上研究金星。

达芬奇号航天器将进行两次飞越，研究金星的云层和高地区域，然后释放一个三英尺宽的球形探测器。该探测器将穿透金星浓密且具有腐蚀性的大气层，在下降过程中收集数据并拍摄高分辨率图像。

DAVINCI 将实现多项历史性的“第一”，突破我们对地球这颗神秘双行星的认知界限。以下是这项任务的突破性之处：

DAVINCI 任务将首次近距离探索阿尔法区域，该区域被称为“镶嵌地块”（tesserae）。镶嵌地块目前仅在金星上发现，约占金星表面的 8%，是类似于地球上崎岖山脉的高地区域。此前，一些任务曾使用雷达仪器发现过这些地貌，但在 1966 年至 1985 年间，众多国际航天器曾深入金星大气层，但均未对镶嵌地块进行研究或拍摄。

像阿尔法区这样的镶嵌物被认为是古老的大陆，可能是地球上最古老的表面之一，为科学家提供了接触数十亿年前的岩石的机会。

通过研究来自阿尔法区域上方的这些岩石，达芬奇科学家可以了解古代金星是否有大陆和海洋，以及水如何影响地表。

金星表面如同炼狱，温度足以熔化铅。这幅图像由美国宇航局麦哲伦号航天器和先锋号金星轨道器的数据合成。图片来源：美国宇航局/加州理工学院喷气推进实验室

DAVINCI 探测器将利用其红外和光学相机首次捕捉到 Alpha Regio 的特写镜头；这也是 40 多年来首次拍摄到的该行星表面的照片。

金星表面温度高达900华氏度（约400摄氏度），气压是地球的90倍，恶劣的环境使得探索金星充满挑战，而其不透明的大气层也遮挡了直接观测。通常情况下，科学家依靠地球或金星轨道航天器的雷达仪器来研究金星地形。

但达芬奇号探测器将下降穿过大气层，深入云层之下，清晰地观测山脉和平原。它将拍摄到堪比飞机着陆时地球表面景象的图像。科学家们将利用这些照片绘制阿尔法区域的3D地图，这将提供比以往任何时候都更详细的金星地形信息，帮助他们寻找通常只与水共生的岩石。

艺术家绘制的达芬奇号下降探测器着陆金星表面的视觉效果图。图片来源：NASA戈达德太空飞行中心

DAVINCI 任务将首次通过定期测量来分析金星低层大气的化学成分，测量范围从距金星表面约 90000 英尺开始，一直持续到撞击前。

该区域至关重要，因为它含有可能来自金星低层云层、表面甚至地下的气体和化合物。

例如，这里检测到的含硫化合物可以指示金星火山目前是否活跃，或在近代是否活跃。另一方面，惰性气体（如氦或氙）保持化学惰性并维持稳定的浓度，为了解金星古代历史（例如该行星过去的水储量）提供了宝贵的线索。

通过比较金星与地球和火星的稀有气体成分，科学家可以更好地理解为什么这些行星——尽管是由相似的起始物质形成的——却演变成了截然不同的世界。

此外，达芬奇对低层大气中同位素和微量气体的测量将揭示金星从古代到现在的水历史，以及引发该行星极端温室效应的过程。

借助现代技术，达芬奇探测器将能够完成 20 世纪 80 年代的航天器无法完成的事情。

下降探测器将比以前的探测器更好地保护其内部的敏感电子设备，因为它的内部将衬有高温多层绝缘层——由铝板隔开的先进陶瓷和二氧化硅织物层。

金星超厚的大气层将减缓探测器的下降速度，但同时会释放一个降落伞来进一步减缓其速度。大多数对地球友好的降落伞面料，例如尼龙，都会在金星的硫酸云中溶解，因此 DAVINCI 必须使用一种与以往金星任务不同的材料：一种耐酸且强度是钢的五倍的材料。

DAVINCI（金星深层大气惰性气体、化学和成像调查）是美国宇航局即将开展的一项任务，旨在以前所未有的细节探索金星的大气层和表面。该任务由位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心管理，将结合运载/中继航天器和下降探测器，近距离研究金星。戈达德太空飞行中心将领导该大气探测器的项目管理、科学领导、系统工程和研发，并由来自美国各地机构的科学团队提供支持。航天器本身将由位于科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁航天公司建造。

DAVINCI是美国宇航局“发现”计划的一部分，该计划由位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心负责监督，隶属于NASA科学任务理事会。DAVINCI旨在通过在下降过程中进行大气采样和高分辨率成像，解答有关金星历史、气候演化以及过去潜在宜居性的关键问题。

编译自/ScitechDaily