金星就在地球的隔壁,從宇宙學上講,這是一顆幾乎和地球一模一樣的行星。大小大致相同,由大約相似的物質組成,圍繞著同一顆恆星形成。對於一個外星人天文學家來說,在光年之外,通過望遠鏡觀察太陽系,金星與地球幾乎沒有區別。但是要知道金星的表麵條件相當嚴酷火熱,以及充滿二氧化碳和硫酸雲的大氣,就是知道金星和地球不一樣。那麼,為什麼兩個在位置、形成和組成上如此相似的行星最終會如此不同呢?
這是一個困擾著越來越多行星科學家的問題,並激發了無數擬議探索金星的努力。如果科學家們能夠理解金星為什麼會變成這樣,我們就能更好地理解一個類似地球的行星是規則還是例外。如果作為一名行星科學家,對其他行星世界是如何形成的應該很著迷,會對金星特別感興趣,因為它為我們提供了一個世界的一瞥,這個金星世界曾經可能與地球世界沒有那麼大的不同。
目前對金星的科學觀點認為,在過去的某個時候,這個星球上的水比金星今天乾涸大氣所顯示的要多得多,甚至可能是海洋。但是隨著太陽變得更熱更亮,金星的表面溫度上升,最終蒸發了所有海洋。由於大氣中的水蒸氣越來越多,金星進入了失控的溫室狀況,無法恢復。金星風格的板塊構造(行星外層被分解成大的,可移動部分)是否曾經在金星上運行過,目前尚不清楚。水是板塊構造運行的關鍵,如果在那裡運行,失控的溫室效應將有效地關閉這一過程。
但是板塊構造的結束,並不意味著地質活動結束:相當大的內部熱量繼續產生巖漿,巖漿以大量熔巖流的形式湧出,並重新出現在金星的大部分地方。事實上,金星的平均表面年齡約為7億年,雖然非常古老,但比火星、水星或月球幾十億年的表面年輕得多。
金星作為溼潤世界的觀點只是一個假設:行星科學家不知道是什麼導致金星與地球有如此大的不同,也不知道這兩顆行星是否真的是在相同條件下開始。人類對金星的了解,比我們對太陽系內其他行星的了解要少,很大程度上是因為這顆行星給探索帶來了幾個獨特挑戰。例如,需要雷達穿透不透明的硫酸雲並看到表面。這比月球或水星容易看到的表面要複雜得多。而表面470攝氏度的溫度,意味著傳統電子產品只能持續幾個小時。
這與火星相去甚遠,火星上的漫遊者探測器可以運行十多年。部分原因是由於高溫,酸度和模糊的表面,因此,金星在過去的幾十年裡沒有享受到持續的探測計劃。儘管如此,21世紀已經有兩次專門的金星任務:歐洲航天局的金星快車,運行於2006年至2014年,以及日本宇宙航空研究開發機構的Akatsuki宇宙飛船目前在軌道上運行。人類並不總是忽視金星,它曾經是行星探索的寵兒:在20世紀60年代和80年代之間,大約有35次任務被派往金星。
美國宇航局水手2號任務是1962年飛越金星時第一次成功進行行星相遇的太空飛行器。從另一個世界表面返回第一批圖像是蘇聯的Venera9著陸器在1975年著陸後發送。Venera 13著陸器是第一個從另一個世界表面返回聲音的太空飛行器。但是截止目前NASA最後一次發射到金星的任務是1989年的麥哲倫號。那艘宇宙飛船在1994年計劃在金星大氣中墜毀之前,用雷達幾乎拍攝到了整個表面。
在過去的幾年裡,美國宇航局提出了幾次金星任務。美國宇航局新選擇的行星任務是一艘名為「蜻蜓」核動力飛船,目的地是土星的衛星泰坦。然而,一項測量金星表面組成的建議被選中用於進一步的技術開發。其他正在考慮的任務包括歐空局以高解析度繪製表面地圖任務,以及俄羅斯計劃在其作為唯一成功將著陸器放置在金星表面的國家遺產基礎計劃。在美國宇航局為我們地獄般的鄰居設定航向大約30年後,金星探索的未來看起來很有希望。
但是一個單一的雷達軌道器任務,甚至一個長壽命的著陸器,並不能解決所有懸而未決的謎團。相反,需要一個持續的探索計劃,將金星的奧秘帶到我們能理解它的地方,以及火星或月球。這需要時間和金錢,但相信這是值得的。如果能夠理解金星為什麼以及何時形成這樣子,就能更好地掌握一個地球大小的行星,在接近恆星時是如何演化的。而且,在日益明亮的太陽下,金星甚至可能幫助我們了解地球本身的命運。
博科園|文:Paul K. Byrne/The Conversation
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