文/叶楠

金星探测（下）

金星，这颗被二氧化碳、二氧化硫、氮气等浓密气体覆盖的星球依旧神秘，现有研究表明，数十亿年前的金星大气与现在的地球大气相仿，但现在的金星表面却是炼狱般的存在。对金星的进一步探测与研究将展现的不仅仅是金星的过去，还关系到我们的未来。

麦哲伦号：首个搭乘航天飞机升空的空间探测器

美国的麦哲伦号金星探测器也被称为金星雷达制图者计划，以16世纪葡萄牙航海家费迪南·麦哲伦命名，它的主要工作是依靠合成孔径雷达绘制金星表面地图及测量金星引力场。“麦哲伦号”高6.4米、直径4.6米、重1035千克，为了节省成本，使用了大量其他探测器的备用组件。

1989年5月4日，“麦哲伦号”搭乘阿特兰蒂斯号航天飞机从肯尼迪航天中心发射升空，当航天飞机飞越太平洋上空时，“麦哲伦号”从航天飞机货舱内施放出来，随后，在一枚固体火箭的推动下进入飞向金星的轨道。这是人类历史上首次使用航天飞机发射空间探测器。

“麦哲伦号”获得高精度金星测绘地图

1990年8月7日，“麦哲伦号”进入环绕金星的295公里×7762公里轨道飞行，轨道倾角85.5度，公转周期3.26小时。每次距离金星较近时使用雷达对金星表面进行测绘，大约耗时37分钟，距离金星较远时向地球传送数据，大约2小时。每次拍摄与传送数据的转换都需要使用反作用轮改变姿态。麦哲伦号一共完成了6次任务，其中3次与金星测绘相关，最终获得了金星表面除南极附近地区外98%的高精度测绘地图。时至今日，这依旧是分辨率最高的金星地图。

“麦哲伦号”绘制出金星地表三维图像

玛阿特山是金星第二高的山，高度达8公里，位于阿芙罗狄忒地东部。图为麦哲伦号探测器的合成孔径雷达与雷达测高法相结合，绘制出的金星地表三维图像，图像视点位于玛阿特山北侧560公里、高度1.7公里处。从图中可以看到绵延数百公里的熔岩流，穿过前景中断裂的平原，一直延伸到玛阿特山底部。实际上图像的垂直高度被人为夸大了22.5倍，同时参考苏联的金星13号和14号探测器拍摄的彩色图像进行的色调模拟。

“麦哲伦号”探测到的金星地貌

通过“麦哲伦号”高清雷达测绘图像可以清晰地辨认出金星上的火山、地壳断层、峡谷、熔岩流等等。金星表面存在大量的火山，70%的地表被火山熔岩形成的平原所覆盖，剩下30%由两个高原构成：一个在北半球，面积和澳大利亚差不多，称为伊师塔地，金星最高的山峰麦克斯韦山（如图）就位于此，高度达到11公里；另一个高原在赤道附近及以南地区，称为阿芙罗狄忒地，与非洲大小相仿。金星表面还有一些独特的地貌特征，如平顶的火山、呈辐射状的地形、蛛网状的断裂带、同心圆形的凹地等。

金星快车号：欧洲首个金星探测器

“金星快车号”是欧空局的首个金星探测器，尺寸为1.5米×1.8米×1.4米，太阳能电池板展开长度8米，发射质量1270千克，包括93千克的有效载荷和570千克的推进剂。

2005年11月9日，“金星快车号”从拜科努尔航天发射场搭乘联盟号运载火箭升空，于2006年5月7日进入环绕金星的250公里×66000公里的极轨道飞行，轨道倾角90度，周期24小时。

研制速度最快的空间探测器

“金星快车号”从项目确认、设计制造到最终发射只用了33个月的时间，这得益于“金星快车号”采用了同火星快车号火星探测器一样的设计，还借用了罗塞塔号彗星探测器的部分技术。作为欧空局的首个金星探测任务，“金星快车号”的制造测试都是在法国图卢兹完成的，发射前一个月用安-124运输机运至位于哈萨克斯坦的拜科努尔发射场。图为在图卢兹进行调试的“金星快车号”。

“金星快车号”携带的科学仪器

“金星快车号”主要携带了7台科学仪器：金星监测相机（VMC）、空间等离子体及高能粒子分析仪（ASPERA）、行星傅立叶光谱仪（PFS）、可见光/紫外/红外成像光谱仪（VIRTIS）、磁力计（MAG）、金星射电探测仪（VeRa）、紫外及红外大气光谱仪（SPICAV/SOIR），可以对金星大气、离子环境及其与太阳风的相互作用等进行探测。

“金星快车号”的科学发现

“金星快车号”计划在轨工作2年，经过数次任务延长之后，服役期超过9年。2006年12月，“金星快车号”得到了第一张金星南半球的温度分布图（上图）；2007年11月，发现金星过去存在海洋的证据，证实金星存在闪电；2008年5月，发现金星大气层中有羟基存在；2011年8月，发现金星高层大气存在臭氧层；2014年6月至7月，成功执行金星大气刹车实验。2014年12月16日，欧空局宣布“金星快车号”由于推进剂燃料耗尽而任务结束。

黎明号：日本首个金星探测器

黎明号金星探测器也称为金星气候卫星，重640千克，是由日本宇宙航空研究开发机构发起的行星探测计划，是日本的第一个金星探测器，也是世界上第一个非地球的行星气象卫星。2010年5月20日，“黎明号”在种子岛航天中心用H-2A火箭发射升空，于2010年12月7日抵达金星附近，但由于主推进器故障未能进入环绕金星的轨道。经过工程师的努力修正，又经历5年的绕日公转后，2015年12月7日，“黎明号”与金星再次交汇时成功进入金星绕转轨道。“黎明号”共携带了6台科学仪器，对金星大气分层、大气动力学等进行研究。

飞掠金星的太阳帆

除了黎明号金星探测器外，此次发射还搭载了5颗小卫星，其中一个名叫“伊卡洛斯”，它的英文全称直译为“依靠太阳辐射加速的行星际飞船”，简称“伊卡洛斯”，取名自希腊神话。“伊卡洛斯”的主体是一个正方形的太阳帆，重310千克，对角线长20米，由7.5微米厚的聚酰亚胺薄膜制成，它不需要燃料，只需用阳光粒子产生的压力作为动力。2010年12月8日，“伊卡洛斯”在距离金星80800公里处飞掠。迄今为止，它是唯一成功在行星际空间中飞行的太阳帆飞船。