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金星是地球的近鄰,也是太陽系其他八大行星中與地球最為相似的,因此被稱為地球的“姐妹星”。但是相較于地球的另外一個(gè)鄰居——火星,人們對(duì)金星的了解十分有限,而現(xiàn)在,“金星快車”將為我們揭開金星那神秘的面紗。
最奇怪的星球
雖然金星與地球非常相似,但是它卻是太陽系九大行星中最怪的星球。
第一怪:身穿“棉衣”92件
根據(jù)以往多艘飛船的觀測(cè)數(shù)據(jù),金星表面大氣壓為92×105帕斯卡,而地球表面的大氣壓是1.031×105帕斯卡,也就是說,金星表面大氣壓是地球的92倍,相當(dāng)于地球海洋中1千米深度時(shí)的壓強(qiáng)。金星的大氣中的主要成分是二氧化碳,占了整個(gè)大氣的96%,因此金星的平均表面溫度高達(dá)482攝氏度,比離太陽更近的水星的平均溫度還要高。所以我們可以說,金星身穿92件“衣服”,而且都是“棉衣”。
第二怪:太陽從西邊出來
在地球上,當(dāng)形容不可能做到的事情時(shí)常說,除非太陽從西邊出來??稍诮鹦巧?,這句話是“絕對(duì)真理”。
金星的自轉(zhuǎn)很特別,自轉(zhuǎn)方向與其他行星相反,是自西向東。因此,在金星上看,太陽是西升東落。這種現(xiàn)象有可能是很久以前金星與其他小行星相撞而造成的,但是現(xiàn)在還無法證明。
第三怪:一天長(zhǎng)于一年
一般在形容時(shí)間過得比較慢時(shí),常常用“度日如年”來形容。可是在金星上,這句話可不是形容詞,而是實(shí)際情況,且一天比一年的時(shí)間還要長(zhǎng)。
我們平時(shí)所說的一天,是指地球自轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間,即23.9345小時(shí);而一年是指地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間,即365.256天。金星自轉(zhuǎn)比較慢,自轉(zhuǎn)一圈所用的時(shí)間相當(dāng)于地球的243.0187天,但是它公轉(zhuǎn)的周期卻為224.701 天。很顯然,金星的一天比一年還要長(zhǎng)。
第四怪“:凌日”循環(huán)243年
所謂“凌日”,就是太陽被遮擋。由于金星圍繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)位于地球的內(nèi)側(cè),照理說每年都會(huì)出現(xiàn)“金星凌日”現(xiàn)象。但實(shí)際上這樣的事件不常發(fā)生,因?yàn)樾行堑能壍篮忘S道(由地球上看太陽在天空中的路徑)并不是在同一個(gè)平面。根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè),現(xiàn)在人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),“金星凌日”出現(xiàn)的規(guī)律是每243年發(fā)生4次,間隔分別為8年、121.5年、8年和105.5年。最近一次的“金星凌日”發(fā)生在2004年6月8日,下一次將發(fā)生在2012年6月6日,而再下一次則要等到2117年12月。
第23次嘗試
2005年11月9日,“金星快車”開始了向金星進(jìn)發(fā)的旅程,并于5個(gè)月后正式進(jìn)入金星的軌道,開始對(duì)金星進(jìn)行探測(cè)研究。
“金星快車”是歐洲首個(gè)金星探測(cè)器,也是人類第23次訪問金星,這次訪問距離上次已經(jīng)過去了整整16年。
從1961年,蘇聯(lián)向金星發(fā)射了第一個(gè)金星探測(cè)器開始,人類已經(jīng)訪問過金星22次了。以往22次的嘗試大多收效甚微,其中最有收獲的就是1989年美國(guó)發(fā)射“麥哲倫”號(hào)拍下98%金星表面,但此后16年,金星的探測(cè)工作停了下來。這實(shí)在是因?yàn)榻鹦堑臍夂颦h(huán)境實(shí)在太惡劣了。它厚密的大氣具有極強(qiáng)的腐蝕性,由濃硫酸組成的云層厚達(dá)20~30千米,因此經(jīng)常落下毀滅性的硫酸雨。特大的颶風(fēng)常環(huán)繞金星表面,比地球上的12 級(jí)臺(tái)風(fēng)猛烈數(shù)倍。而其表面高達(dá)482攝氏度“煉獄般”的高溫及巨大的氣壓,曾使得首個(gè)登陸的蘇聯(lián)探測(cè)器一命嗚呼。從那以后至今,對(duì)金星的探測(cè)器都只限于在環(huán)繞金星的軌道上飛行。
這次“金星快車”的探測(cè)活動(dòng)仍然只能環(huán)繞金星的軌道,對(duì)金星進(jìn)行各種探測(cè)活動(dòng)。但它是迄今金星探測(cè)器攜帶各類探測(cè)儀器最多,技術(shù)最先進(jìn)的一個(gè)。相信這次的金星探測(cè)活動(dòng),不會(huì)再無功而返。
七大“法眼”目測(cè)太陽風(fēng)
“金星快車”的外形是1.65米×1.70米×1.40米的近似立方體結(jié)構(gòu),重1270千克。按計(jì)劃,它將對(duì)金星進(jìn)行為期486天的探測(cè)。其主要任務(wù)是對(duì)神秘的金星大氣層進(jìn)行更精確的探測(cè),分析其化學(xué)成分;此外,探測(cè)器還將就太陽風(fēng)對(duì)金星大氣和磁場(chǎng)的影響進(jìn)行分析,并觀測(cè)金星氣候變化。為了完成以上任務(wù),科學(xué)家為“金星快車”安裝了七大“法眼”,以保證探測(cè)工作的順利進(jìn)行。
“法眼”一:空間等離子和高能原子分析儀-4
空間等離子和高能原子分析儀-4,由中性粒子成像儀、中性粒子探測(cè)器、離子質(zhì)量分析儀、電子分光計(jì)和4臺(tái)傳感器,以及機(jī)械掃描儀和數(shù)字處理單元組成。它能確定等離子和中性氣體的金星全球分布,從數(shù)量上描述等離子體對(duì)金星大氣的撞擊情況,從而研究金星環(huán)境周圍的等離子區(qū)域;并能提供沒有受到干擾的太陽風(fēng)參數(shù),從而研究太陽風(fēng)和金星大氣的相互作用。
“法眼”二:金星大氣特征研究分光計(jì)
金星大氣特征研究分光計(jì),在“火星快車”紫外和紅外大氣光譜儀的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)紅外太陽掩星信道,以便在更長(zhǎng)的紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)(1.8~4微米)觀測(cè)太陽風(fēng)穿越金星大氣的情況。它除主要測(cè)量金星大氣的臭氧成分外,還能提供二氧化碳、臭氧和塵埃的垂直剖面圖。
“法眼”三:行星傅立葉分光計(jì)
行星傅立葉分光計(jì),能通過大氣浮質(zhì)的可見光特性,搜尋未知的金星大氣成分,并確定其大小、分布和化學(xué)成分,對(duì)已經(jīng)了解的較少量的金星大氣成分進(jìn)行濃度和分布測(cè)量,從而研究金星表面到大氣的交換過程。
“法眼”四:金星無線電探測(cè)儀
金星無線電探測(cè)儀,可用無線電子系統(tǒng)測(cè)量隱藏的中性和電離大氣,確定金星表面絕緣體的性能,觀測(cè)金星重力異常。其所發(fā)射的無線電波將直接穿透電離層或被金星表面反射,然后由地球上的地面站接收。
“法眼”五:可見光-紅外熱成像儀分光計(jì)
可見光-紅外熱成像儀分光計(jì),能夠?qū)鹦谴髿夂驮频乃袑舆M(jìn)行研究,測(cè)量金星表面溫度,研究金星表面與大氣的相互作用現(xiàn)象,并可通過研究重新散射的太陽光和金星表面熱輻射的光譜,提供中分辨率和全球覆蓋的金星表面礦物和分子合成物信息。
“法眼”六:磁力計(jì)
磁力計(jì),能連續(xù)不斷地收集磁區(qū)以及金星等離子區(qū)的信息,以確定不同等離子區(qū)的邊界,為其他儀器的測(cè)量提供數(shù)據(jù),并能繪制高時(shí)間分辨率的磁性能圖。
“法眼”七:金星監(jiān)測(cè)相機(jī)
金星監(jiān)測(cè)相機(jī)使用寬角和多倍窄帶寬濾波器,能在紫外、可見光和近紅外光譜范圍內(nèi)成像,以形成金星環(huán)的全球時(shí)空覆蓋。
“金星快車”對(duì)金星的探測(cè)活動(dòng)已經(jīng)全面展開,并不時(shí)有最新的數(shù)據(jù)資料傳回,供科學(xué)家研究。相信在不遠(yuǎn)的將來,金星的神秘面紗將被徹底揭開,登陸金星也將成為可能完成的任務(wù)。
鏈接:“金星快車”的五個(gè)第一
雖然此前進(jìn)行過多次探測(cè)金星的項(xiàng)目,但是“金星快車”卻創(chuàng)下了多項(xiàng)探測(cè)紀(jì)錄。
★第一次運(yùn)用全球監(jiān)測(cè)系統(tǒng)探測(cè)金星低空的近紅外線。
★第一次對(duì)金星表面不同高度的大氣溫度和氣流運(yùn)動(dòng)情況做系統(tǒng)研究。
★第一次測(cè)量金星軌道表面氣溫變化區(qū)域的分布。
★第一次對(duì)金星表面中、高層大氣的不同氣體如氧氣、氮?dú)獾鹊尼尫胚M(jìn)行研究。
★第一次運(yùn)用不同的分光儀(從紫外線到熱紅外線之間的分光儀)對(duì)金星進(jìn)行不間斷的觀察。