金星快车

金星快车“金星快车”实际上与“火星快车”是“双胞胎"，所以开发速度很快，而且开发成本也很低。它与“火星快车”主要的区别在于温度控制装置，装备更大、更有效的散热器，以及共有23层的多层隔热层的颜色由黑色改为了金色。侧面的两块太阳能电池帆板也经过重新设计。^[1]

　　“金星快车”是欧洲首个金星探测器，于去年11月9日自哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭乘“联盟”运载火箭升空。“金星快车”的研发工作耗时4年，造价3亿欧元。 “金星快车”将对金星进行为期486天的探测，主要任务是对神秘的金星大气层进行更精确的探测，分析其化学成分。此外，探测器还将就太阳风对金星大气和磁场的影响进行分析，并观测金星气候变化。

　　探测器设计寿命至少达4年。“金星快车”总重量1270公斤(93公斤有效载重，570公斤燃料)。其外形尺寸为1.5 ×1.8 ×1.4米(不计长约8米的太阳能电池板)。

　　按目前计划，“金星快车”在经过5个月4100万公里的长途飞行后将于2006年4月份开始进入金星轨道工作。“金星快车”将进入椭圆形的金星极地轨道，与金星表面的距离为250-6600公里。探测任务将持续两个金星恒星日(约500个地球日)，如果有可能，“金星快车”还将再加500天的班。

　　“金星快车”携带了7种仪器，有空间等离子体和高能粒子分析器、高分辨率红外傅立叶变换光谱仪、紫外与红外光谱仪、无线电科学仪器、紫外-可见光-红外成像光谱仪、低频雷达探测器和金星探测照相机。

　　发射“金星快车”探测器是为进一步揭示金星大气层的奥秘。人类最近一次探测金星是在1989年5月4日，美国用亚特兰蒂斯号航天飞机将“麦哲伦”号金星探测器带上太空，并于第二天把它送入金星的航程。在金星探测停顿了16年之后，“金星快车”的发射将推动人类对金星的研究迈入一个新阶段。

　　之所以称为金星“快车”，并不是因为它跑得快，而是研制速度快。欧洲空间局在设计“金星快车”时曾利用了“火星快车”和“罗塞塔”探测器的结构和相当多的仪器。“金星快车”项目提出于2001年，从提出最初构想到探测器准备发射总共只用了4年。正如欧洲空间局金星探测项目领导人顿·马科伊所说的：“我们的探测器是名副其实的‘快车’，因为此前还没有任何一个宇宙探测项目进展得如此之快”。

　　金星快车将解决地球未来温室效应

　　金星与地球有很多相似的地方，如外形、质量、大小。但是金星上的气候却与地球有着天壤之别--它厚密的大气具有极强的腐蚀性，温室效应也极为严重，巨大的气压连同炼狱般的高温也曾使前苏联探测器亡命此处。本次“金星快车”的探测任务就是要去揭开金星为何具有如此残酷的环境之谜。

　　2005年10月26日欧洲宇航局的“金星快车”探测器将从拜科努尔航天发射场启程前往金星。这一探测任务将帮助科学家们解决有关地球未来温室效应的问题。

　　金星快车其探测金星的主要目的是获取有关金星极为严重的温室效应的最新信息。

　　据科学家们计算，两米大小的“金星快车”在升空后将花费5个月时间飞越4000万公里前往目标。金星是距离地球最近的行星，其大小近似地球，但它上面的大气环境却极其恶劣。金星浓密的云层中含有大量的二氧化碳，这导致金星表面温度高达450摄氏度并不断接受酸雨的洗礼。

　　据牛津大学弗雷德-泰勒教授称：“今后，地球的温室效应尽管不会变得像金星那么恐怖，但却仍然在朝着这一方向发展。地球温室效应日益加强的祸首是二氧化碳，金星温室效应的罪魁当然也是这种气体”。

　　另据从事此项研究的科学家安德鲁-库兹表示：“本次探测任务将解释金星浓密的大气到底是如何发挥作用的，它又是如何与金星表面相互影响如何影响其周围空间的。通过对金星难以遏制的温室效应进行研究，有利于科学家们解决地球未来的温室效应问题”。

　　“金星快车”探测金星的主要任务是：在空中对金星表面进行扫描、研究金星大气的构成、研究金星上火山活动情况。科学家们称，金星上有剧烈的火山喷发活动，这导致金星表面近90%的地方全被淹没在火山熔岩中。“金星快车”还将研究金星两极地区的旋风。预计，该探测器将对金星进行至少两年的探测。

　　原计划于2005年10月25日从拜科努尔航天发射场出发前往地球的近邻金星执行探测任务的欧洲宇航局的“金星快车”探测器由于技术原因推迟到11月9日发射。这是欧洲首次向金星发射探测器去研究这颗最明亮也离地球最近的行星。

　　金星与地球有很多相似的地方，如外形、质量、大小。但是金星上的气候却与地球有着天壤之别--它厚密的大气具有极强的腐蚀性，温室效应也极为严重，巨大的气压连同炼狱般的高温也曾使前苏联探测器亡命此处。本次“金星快车”的探测任务就是要去揭开金星为何具有如此残酷的环境之谜。

　　据牛津大学“金星快车”探测项目成员弗雷德-泰勒教授称，金星之所以能让科学家们如此着谜，就是因为美国和俄罗斯(包括前苏联)之前的一系列探测任务都几乎毁于金星严酷的环境。“金星快车”装备的诸多仪器就是为了去研究金星厚密的云层、周围环境，并从取回样品加心分析比较来解释为何它与地球有着如此大的区别。

　　另据原始微粒与天文物理研究协会的凯斯-马森教授称，地球大气目前正不断被污染和变热。研究金星有利于科学家们更深地了解地球气候的演变进程。

　　“金星快车”探测任务继承了欧洲宇航局“火星快车”和“罗塞塔”号探测任务所取得的成果。该项目耗资达1.4亿英镑(2亿欧元)，探测器设计寿命至少达4年。

　　英国科学家和商业人士与牛津大学的科研小组都积极参与了本次探索任务。伦敦大学空间科学实验室等著名科研机构还为探测器开发出等离子分析仪ASPERA-4，它将被用来研究太阳风与金星大气之间的相互作用。

　　英帝国大学(Imperial College)和谢菲尔德大学的科学家们还联手打造了地磁仪，它将通过感应磁场来研究太阳风与金星大气的相互影响。另外还有一些仪器将被用来研究可能存在的金星火山活动之类的问题。

　　此外，“金星快车”上还安装了金星监测照相机(它根据金星表面温度的变化而拍摄不同色彩的照片)、金星无线电科学实验仪器、红外及紫外线光谱分析仪器、可见光-红外光成像仪和能够对金星大气温度进行立体测量并能探测火山活动的光谱分析仪。

　　根据目前计划，“金星快车”在经过5个月4100万公里的长途飞行后将于2006年4月份开始进入金星轨道工作。预计它将在金星轨道上工作500天(2个金星日)。

　　“金星快车”总重量1270公斤(93公斤有效载重，570公斤燃料)。其外形规格为1.5 х 1.8 х 1.4米(不计长约8米的太阳能电池板)。

　　金星每九个月与地球近距离约会一次，“金星快车”就是选择了这样一个时间段来发射。在经过162天的飞行后，“金星快车”将进入椭圆形的金星极地轨道，与金星表面的距离为250-6600公里。探测任务将持续两个金星恒星日(约500个地球日)，如果有可能，“金星快车”还将再加500天的班。

“金星快车"上的科学研究设备安装于星体的3个面上。它装备了两架高频天线，一架是1.3米(4.3英尺)的碟形天线，而另一架是1.3米(1英尺)的天线，它们安装于不同的面上。^[1]

“金星快车”于2006年4月11日到达金星。此后卫星的主发动机启动两次(分别在4月20日和4月23日进行)，助推器点火5次(分别于4月15日、4月16日、4月30日、5月3日和5月6日进行）。

2006年5月7 日，在围绕金星飞行了16周之后，“金星快车”进入了它预设的科学运行轨道。这条轨道的近心点(在轨道上最接近中心天体的点)位于北纬80°，轨道周期为24小时。

2007年6月6日飞越金星时它与NASA的“信使”号开始进行联合观测。这次任务的预期时间至少为两个金星恒星日(486个地球日)。   

　　1，20世纪50年代，天文学家们曾认为金星上有茂密的绿色森林和石油的海洋。但这一设想最终被推翻。

　　　2，占星学家称，金星不但会影响人的爱情，还会影响商人的生意。

　　　3，太阳系其它行星都同方向自转，只有金星逆向旋转。

　　　4，1970年前苏联发射的“金星-7”号探测器是人类第一个登陆金星的探测器，也是除月球之外人类发射到其它星球上的第一探测器。它在金星表面“存活”了仅23分钟，随后被巨大的金星大气压力所支解。

　　　5，太阳系其它行星轨道都是椭圆形，唯有金星轨道近似圆形。

　　　6，法国人1821年从土耳其购买的美和爱的女神雕像以“维纳斯”(金星)命名，可能是因为金星是当时人们所认识到的已知行星中最亮的一颗。

矢量氦磁力计／磁门磁力计(VHM／FGM)，太阳极点太阳风观测器(SWOOPS)，太阳风离子成分分光计(SWICS)，标准无线电和等离子波勘测仪(URAP)，带电粒子成分／星际惰性气体实验设备EPAC／GAS)，日光层光谱、成分和各向异性低能量实验设备(HI-SCALE)，宇宙射线和太阳粒子勘测设备(COSPIN)，伽马射线暴实验设备(GRB)，宇宙尘设备(DUST)。^[1]

　　金星的轨道位于水星和地球轨道之间，是第二个靠近太阳的类地行星，也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星。在九大行星中金星是最接近圆形的，偏心率也是最小的。有人称金星是地球的孪生姐妹，确实，从结构上看，金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为6073公里，只比地球半径小300公里，体积是地球的0.88倍，质量为地球的4/5；平均密度略小于地球。但两者的环境却有天壤之别，金星的一些特性甚至是难于理解的，因此，金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹。

　　金星浓厚的云层把大部分的阳光都反射回了太空，所以金星表面接受到的太阳光比较少，大部分的阳光都不能直接到达金星表面。如果没有温室效应的作用，金星表面的温度就会和地球很接近。

　　神秘金星未解之谜

　　尽管探测过金星的飞船已经有26艘，但许多重要问题目前仍不清楚，金星仍是一个神秘的世界。

　　（1）为什么金星的大气层含有那么多的二氧化碳？

　　二氧化碳是金星大气层的主要成分，占96％，而地球大气中的二氧化碳只占0.033%。地球大气中一度存在的二氧化碳，现在几乎全部禁锢在碳酸盐岩石（如石灰石）中，其数量与金星大气中的二氧化碳数量相当。为什么金星的大气层中的二氧化碳一直以气态形式存在于大气层中呢？两个原本性质相近的行星又何以演化为南辕北辙的两种世界？金星快车的任务之一正是要为我们解开这个谜。

　　（2）金星历史上曾经有液体海洋吗？

　　有一种理论认为，金星曾经比较冷，有过海洋。在金星演变的某个时期，温度升高，逐渐蒸发海洋。水分蒸发进入上层大气，在那里被太阳加热逐渐分解。其中的氢逃逸到空间。海洋中的二氧化碳逐渐进入大气中，使大气变厚，阻碍大地向太空散发热量，从而引起地面气温升高，产生温室效应。为了证实金星曾经有液体海洋的理论，需要详细探测金星大气层中氘（氢的同位素）的含量与分布。

　　　（3）金星上现在有活火山吗？

　　根据美国“麦哲伦号”的探测，科学家们确认金星曾经是太阳系中火山活动最频繁的行星。几十亿年以来，火山不断爆发。但其爆发的原因仍然是个谜。也许爆发仍在继续，大气中的有毒气体硫不断增加。但目前还没有获得火山仍在喷发的证据。

　　（4）金星上有生命吗？

　　一般人们认为，金星地表温度太高，大气压力也太大，大气中含有大量极具腐蚀性的酸蒸气，不适合生命的存在。但美国得克萨斯州大学的一个研究小组动摇了这一结论。他们的研究表明，金星实际上可能有生命。他们发现金星大气里有神秘的斑块在旋转，经过分析，认为这些斑块可能是细菌群体。这些微生物云可能在金星大气50公里上空的云中生存着，因为这儿的环境相对柔和，有水滴存在，温度是70℃，大气类似地球。他们在分析以往探测器的资料之后，发现金星上出现了化学上的怪事，只能用有活的微生物存在来解释。他们原本期望在这些资料里找到大量由太阳光和闪电造成的一氧化碳，结果发现了硫化氢和二氧化硫，这两种气体一般不会一起被发现，除非有某种东西在产生它们。他们也发现了硫化碳酰，这是一种很难通过无机化学方式产生的气体，一般认为它的出现和活的有机体有关。因此他们分析金星上可能有一种我们还不知道的产生氢和硫化碳酰的方法，但产生这二者都需要催化剂。在地球上最有效的催化剂就是微生物。他们认为这些微生物可能利用太阳的紫外光作为能源，这就可以解释为什么在金星的紫外图像上存在着这些奇怪的暗斑了。尽管如此，许多科学家还是怀疑他们的结论。因此，需要对金星大气进行深入的探测才能得到某种可靠的答案。

　　（5）金星大气“超旋”之谜

　　金星云层中自东向西刮着每秒80米至110米的大风，比地球上的台风要强得多。金星赤道自转速度为每秒1.81米，仅相当于最大风速的60分之一，故科学家们将这一疾风称为“超旋”现象。发现此现象虽已40多年，但仍是不解之谜。

　　在未来的金星探测中，除了考虑上述未解之谜外，关注的主要科学问题包括：

　　（1）氪和氙等重的惰性气体的含量，涉及到金星的起源与演变。

　　（2）微量气体及其同位素的含量，有助于类地行星环境的比较研究。

　　（3）表面性质，包括地质特征、陨石坑分布。

　　（4）挥发性物质在内部演变过程中的作用。

　　（5）金星温室效应的机制。

　　（6）大气层闪电。

　　（7）中层大气成分和动力学。

　　（8）热层动力学。

　　（9）电离层结构、成分和动力学。