今年7、8月份，包括我國(guó)“天問一號(hào)”在內(nèi)的多個(gè)國(guó)家的探測(cè)器扎堆發(fā)射，奔向火星。12月1日深夜，“嫦娥五號(hào)”成功登月，引起全世界矚目。繼火星、月球之后，哪個(gè)星球?qū)⒊蔀橄乱粋€(gè)行星探測(cè)的熱點(diǎn)? 不少學(xué)者將目光投向了地球的另一位近鄰——金星。日前，第18屆金星探測(cè)與分析國(guó)際會(huì)議 (VEXAG)在線上召開。來自美、加、法、日、印、俄等十幾個(gè)國(guó)家的140余位行星科學(xué)家參會(huì)，并分享了目前金星研究的新成果，展望了未來探測(cè)金星的新方案。

“很多新穎的設(shè)想讓人眼前一亮。比如在金星濃厚的大氣層中投放探測(cè)氣球或飛艇，長(zhǎng)期收集云層數(shù)據(jù)，或是利用太陽(yáng)能飛機(jī)，更有目的性地窺探金星云層的奧秘。也有學(xué)者提出設(shè)計(jì)能夠在金星表面走動(dòng)、滾動(dòng)或跳動(dòng)的仿生機(jī)器人等觀點(diǎn)。”作為參會(huì)科學(xué)家之一，美國(guó)圣路易斯華盛頓大學(xué)地球與行星科學(xué)系教授王阿蓮對(duì)這次國(guó)際交流印象深刻。

地球“未來之鏡” 或有生命藏身

金星，為什么能吸引全球科學(xué)家的目光? “首先，金星是離地球最近的行星，地球未來可能向何方演化，或許我們能從金星的現(xiàn)狀和演化史中找到一些啟發(fā)。”王阿蓮表示。 此外，地外生命是空間探索的另一永恒話題。今年9月，《自然·天文學(xué)》期刊發(fā)表論文，學(xué)者利用兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡在金星厚厚的云層中發(fā)現(xiàn)了可能的生命跡象——磷化氫的化學(xué)特征。一時(shí)間，有關(guān)“金星生命”的熱度連番上升，這一發(fā)現(xiàn)在此次會(huì)議上因更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)再次受到肯定。

“宇宙中有很多類太陽(yáng)系，很多類太陽(yáng)系中與金星大小相仿的行星數(shù)量比類地行星多。因此對(duì)金星生命的研究，也許意味著在廣袤宇宙中我們可能有更多的伙伴。”王阿蓮說。

事實(shí)上，人類對(duì)太陽(yáng)系中行星的探測(cè)始于金星。自上世紀(jì)60年代起，蘇聯(lián)的“金星號(hào)”系列，美國(guó)的“先驅(qū)者金星號(hào)”系列等探測(cè)器先后造訪金星。近年來，歐洲、日本等也相繼發(fā)射金星軌道探測(cè)器。迄今為止，發(fā)往金星或飛掠金星的各種探測(cè)器已經(jīng)超過40顆。

堪比“煉獄世界” 探測(cè)困難重重

盡管起始探測(cè)時(shí)間早，但人類對(duì)金星的了解卻比火星少得多，這是為什么? 如果請(qǐng)行星科學(xué)家用一個(gè)詞形容金星，很有可能是“煉獄世界”。與火星稀薄又寒冷的大氣不同，金星濃厚的大氣層就像一圈溫室大棚，讓太陽(yáng)照在金星上的熱量進(jìn)得去、出不來，使其地表溫度高達(dá)約464攝氏度。此外，金星地表大氣壓約為地球表面的91倍，還有恐怖的硫酸雨和高頻雷電。惡劣的環(huán)境讓很多企圖描摹金星真實(shí)面貌的人類使者——探測(cè)器折戟沉沙。 王阿蓮告訴科技日?qǐng)?bào)記者，金星著陸器需要具備比火星或月球著陸器更高效的隔熱、抗壓等防護(hù)技術(shù)。以往很多金星探測(cè)器著陸不久，就被“壓癟”或者“燒化“，往往只能維持短短數(shù)小時(shí)的存活期。 “耐高溫器件是金星著陸的技術(shù)基礎(chǔ)，例如耐高溫電池、耐高溫電子器件、耐高溫金星鉆孔取樣機(jī)等，這些新技術(shù)的發(fā)展都在會(huì)議上有所報(bào)道。”王阿蓮表示。

科學(xué)問題未解 多項(xiàng)任務(wù)待發(fā)

目前有關(guān)金星的科研工作多數(shù)使用現(xiàn)有軌道探測(cè)數(shù)據(jù)，通過建立數(shù)值模型，以及開展模擬實(shí)驗(yàn)等方式進(jìn)行。例如，王阿蓮團(tuán)隊(duì)成員,來自山東大學(xué)空間科學(xué)院的聯(lián)合培養(yǎng)博士生曲洪坤就在會(huì)上報(bào)告了他搭建的金星閃電實(shí)驗(yàn)室模擬裝置，將用二氧化碳、氮?dú)狻⒍趸虻然旌蠚怏w模擬金星環(huán)境，研究金星閃電對(duì)其大氣的紫外吸收特征及大氣中硫循環(huán)的影響。

目前，受限于探測(cè)數(shù)據(jù)不足，金星大氣超復(fù)雜結(jié)構(gòu)、未知紫外吸收物質(zhì)，金星表面物質(zhì)種類、近期火山活動(dòng)等大量科學(xué)問題至今懸而未決。當(dāng)然，還有終極疑問——金星上是否存在生命。 王阿蓮指出，發(fā)射更多金星探測(cè)器、尤其金星著陸器，深化金星科學(xué)探測(cè)是解決這些問題的關(guān)鍵。目前全球主要航天強(qiáng)國(guó)都在緊鑼密鼓地開展準(zhǔn)備工作，例如僅美國(guó)NASA就支持著VERITAS、DAVINCI+和Venus Flagship Mission Study三種探測(cè)方案的預(yù)研，俄羅斯和歐空局也分別支持著Venera-D、EnVision等任務(wù)概念。

2021是關(guān)鍵的一年，各國(guó)將基于預(yù)研結(jié)果對(duì)這些任務(wù)進(jìn)行最后的選擇， 將利用軌道器、穿云器，著陸器、飛行機(jī)器人和小型通信衛(wèi)星等對(duì)金星大氣、地表、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和等離子體環(huán)境展開新一輪的科學(xué)探測(cè)。 金星在向全體地球人挑戰(zhàn)。“在迎戰(zhàn)的團(tuán)隊(duì)里，希望能看到更多來自中國(guó)的成員。”王阿蓮說。(于紫月)