探測價值超過火星，VEXAG或將掀起新的金星探測熱潮？

由于各大太空探索機構金星探測任務呈現出的不確定性，私人探測的熱情正在上升。

火箭實驗室公司的“電子”號火箭正在發射。這家公司計劃在下一個“電子”號上搭載他們的私人金星探測器，但具體時間仍未確定

（圖像來源：Rocket lab）

由于搜尋地外生命是21世紀大部分航天任務的方向，研究者們在制定計劃時一個急需解答的問題是：最近的類地行星有多遠？

對于這個問題的某些回答是近在咫尺，但也許不是在你一般認為的方向上。雖然以往的火星探測讓全世界在行星際任務投入了巨大的花費，但這顆紅色星球只是一個僅有十分之一地球質量，冰冷又干燥的迷你地球。相反，金星可以被認作地球“邪惡”的孿生兄弟——它們有幾乎完全相同的質量和大?。m然金星覆蓋著濃密的硫酸云，還有著高壓鍋般氣候和可以融化鉛的表面溫度）。地球這個靠近太陽的姐妹星球到底是如何變得如此不同是目前行星科學的一大謎團——也可能是研究天體生物學的一個基石。

但正因為金星看起來非?！安挥押谩?，NASA已經快三十年沒有進行專門的金星探測了。最近的一次是麥哲倫號探測器的任務，終止于1994年。在一個研究團隊匯報了一個吸引人的發現后，這個長時間中斷的狀況似乎將要于2020年末有所改變。他們在金星相對平靜的高層大氣中發現了磷化氫，一種可能的生命跡象。航天局已選定以下兩個任務在本世紀20年代后期發射，這似乎將使其后NASA重返金星的計劃有所保證：金星輻射性，無線電科學，合成孔徑雷達干涉測量，地形和光譜軌道探測器（VERITAS）和金星深層大氣層的稀有氣體調查，化學性質和成像任務（DAVINCI），包括投放一個帶有降落傘的探測器飄過金星云層。

航天局（ESA）正在進行的EnVision金星軌道探測器也迅速跟進，計劃將于本世紀30年代發射。它將攜帶許多令人贊嘆的儀器，包括一個來自NASA的尖端合成孔徑雷達。

這三個探測任務被金星研究者們譽為“三重冠”的探測器將共同把我們對這個既熟悉又陌生的世界的理解提升到一個新高度，勘察它的內部，地表，大氣和其他不為人知的細節。

至少，計劃就是這樣的。可是當前NASA和ESA都正在努力用非常有限的預算實現從火星帶回樣本，金星探測的前景顯然不是很樂觀。在一些人的質疑下，金星云層中磷化氫的跡象似乎并不存在；VERITAS任務已被延遲多年，這對金星探測的任務目標是否實現造成重大影響。

·煩惱和現狀

這些挫折就是NASA金星探索分析小組（VEXAG）于十月下旬在阿爾伯克基會聚時面臨的黯淡背景。這個小組由以研究金星為中心的行星科學家組成。VEXAG是NASA的團體論壇，用于設計未來金星研究的策略和設定優先項目。這次會議是VEXAG歷史上最大的一次，線上和現場的參與者共有高達400多人，而且超過一半的現場參與者是第一次參加。他們都在沉抑的黑暗中尋找希望的光芒。在會議開始時的概述中，NASA行星科學部的主管勞拉·格雷茲對未來的挑戰作了清晰的評估，并建議大家保持謹慎。

她說，“在這個時候，我們不知道2024年的資金會是什么狀況。目前存在許多的不確定性，所以制定計劃有些困難。”

“讓我們保持團結——共同支持NASA，支持科學。我認為如果我們能做到，我們就能經受住，并挺過難關……這很有可能只是短期的收緊。我們需要做好回升的準備。”

VERITAS的研究者們正急切地期望改變。去年，NASA以與VERITAS本身完全無關的原因，其中最主要的是噴氣推進實驗室（JPL）正處理過多的高標準項目為由，將此任務延遲到至少2031年。JPL是VERITAS的領導中心，

VERITAS在JPL的首席研究員蘇珊·斯姆雷卡爾說到，雖然NASA仍然在十分吝嗇地向VERITAS撥款，以維持其科研團隊，它目前沒有為該任務的工程團隊撥款，資金的短缺令人擔憂，因為這可能會減弱國際合作者對于此項目的支持力度。但更要緊的問題是項目的核心人員正在流失，如飛行器的雷達專家（該項目最重要的部分）。

“我們付不起他們的工資”斯姆雷卡爾告訴VEXAG，并補充說有些核心人員已經離開。

“所有人都盡可能多地留下了筆記和線索，以便其他人快速接續工作。但這不是一個發展了超過十年的學問的替代方案。”

可是正當VERITAS正頑強地等待著轉機的時候，VEXAG的主席諾阿姆·艾森堡，一位在約翰霍普金斯大學位于勞瑞爾市的應用物理實驗室工作的行星科學家表示，現在還有很多工作要做?！拔覀冃枰^續為即將到來的任務做更多的準備工作，”他說，從完成長期缺乏資金和被迫停滯的金星勘察項目，轉變到在地球上的實驗室和模糊的“模擬”金星環境中從事新型研究。

“我們希望盡快重啟VERITAS，”艾森堡表示?！拔覀冞€希望DAVINCI正常推進并在2029年如期發射，”同時為EnVision提供支持。

·重獲新生

藝術家描繪的正在金星上噴發的火山（圖片來源：ESA/AOES）

雖然不能作為花費數十億美金，由政府開展的科研任務的替代，高風險、高回報的私人金星探測的新方案的前景是這次會議的熱點之一。金星生命探索者（VLF）任務由麻省理工技術研究院的行星天文學家薩拉·西格發起。該項目的動機部分來源于對金星磷化氫的爭議。其方案是向金星云層釋放小型探測器，用于探明那里的化學成分。

VLF將搭乘火箭實驗室公司，一個新晉商業火箭發射公司的火箭前往金星。具體發射時間尚未確定，任務總花費也未披露，但2024年12月30日至2025年這段時間存在一個發射窗口。彼得·貝克，火箭實驗室的董事長兼CEO表示，他們樂于與研究人員合作，使用小型火箭和飛行器和相對較低的預算進行有效的科學探索。

“這個（方案的）轉變為我們提供了一種新型行星際探索的巨大機遇”貝克說?！芭c其在大型，投入數十億的探測器上花費數十年，我們可以十分快速且經濟地向其它行星發射探測器，迅速研究所獲的信息，并很快由下一次任務進行迭代……VLF將作為前往其他行星的第一次私人任務證明這一點。從前，這只能動用政府資源，花費數十年完成?！彼a充道。

在一次向VEXAG的簡報中，克里斯托弗·曼迪，火箭實驗室領導機構行星際任務工程師詳細介紹了探測器將如何在金星的濃密云層中進行5分鐘自由落體，每下落2公里進行一次測量，直到在距地表大約20公里處的惡劣環境中損毀?！拔覀兿Ｍㄟ^證明這種做法是可行的，從而也許能吸引更多關注?！甭险f。

·新的典范

研究者們使用V-Emulator紅外探測設備（將由VERITAS攜帶的金星輻射測繪儀的原型版本）研究冰島的胡勒罕熔巖源（圖片來源：NASA/JPL-加州理工）

VLF探測器中將藏有它的心臟——單個特制的被稱為自體熒光濁度計的設備，可以探測金星云層液滴中復雜化學過程的信號（如生成磷化氫或其它反應）。這個設備已經裝載并通過了測試，西格表示。“我們的任務不像其他（金星）探測任務那樣具有一定深度和廣度，你甚至可以認為這是一個技術演示任務。我們設定了任務期限，并且正在努力完成?！?/p>

私人資金一直在支持他們的努力。早期的資助來自于科學技術投資者和慈善家尤里·米爾納的創意——突破性創新。麻省理工學院的校友也參與了捐款。這些資助支持著任務的科研團隊，儀器開發和實驗室中準備性的調試，西格補充道?！拔覀冋趪L試利用這第一次快速任務來證明我們有能力募集資金，并可以進行靈活的調整。”

西格相信這個方案是一個新的范例，是一場變革。“我們認為將謎題分成小塊，并以更高的頻率，更低的花費和更聚焦的目標進行研究是值得的。它并不會取代大型任務。它們之間是‘與’而不是‘或’，”她強調?！拔覀儾⒉淮蛩銖氐捉獯鹚袉栴}，而只是試圖弄清金星云層中到底有什么?！?/p>

在“啟明星任務”的標簽下，西格和她的團隊正在展望后續的任務，策劃更具有野心的中長期目標，如下一個利用降落傘的大氣層探測器，甚至帶回金星空氣的樣本進行直接分析?！拔覀冋龂L試把所有目標整理好，但我們還沒有達到那一步。”她說。

VEXAG的主席艾森堡也將火箭實驗室的金星探測新方案描述為一個新模范，但也可能給金星和行星際探測帶來新的挑戰。

“如果任務成功執行，其速度和相對較低的成本可能會打開一個探測金星乃至其他行星的新途徑，”艾森堡表示。但這樣的新途徑可能又會增加NASA需要從它那早已十分拮據的預算中割舍的部分?！巴顿Y帶來的科學回報可能會與這項評估中的任何東西同樣都重要?！?/p>

·推廣金星

然而，除了對于許多公眾和私人的提議的憂慮，VEXAG上一次會議的另一個核心是能為未來金星探索提供明確目標的策略草案。

這份文檔由保羅·布萊尼，一個圣路易斯華盛頓大學的行星科學家進行詳述。在許多方面，它可以被解釋為一份對于更好地推廣金星探測的請愿。那個世界，布萊恩說到，可以激發很多科學問題：它如何在沒有磁場的情況下保存那濃密的大氣層？許多研究者相信金星曾經存有海洋，那么它們是何時消失、如何消失的？為什么它的地表看起來如此年輕且相對缺少環形山？

——火箭實驗室前往金星尋找生命的計劃

——金星上的生命？引人注目的磷化氫分子再次在金星云層中被發現

——的新型金星探測器將需要承受數月灼燒的“空氣制動”過程

但布萊尼個人更喜歡一個更直接徹底的問題：為什么我們的姐妹星球與地球不是雙胞胎？（譯者注：這句話原文如此，表述有些怪，可以改成：為什么我們的姐妹星球與地球如此不同？）或我們可以反過來問：為什么地球，一個金星大小的世界，并不與其邪惡的孿生星球更加相像？

“如果我們要理解地球上孕育生命的條件，和那些地球表面上能保持數十億年宜居的能力，那么我們必須理解金星如何，為何以及何時轉變為一個與地球完全不同的狀況。”布萊尼說?！斑@樣不僅能為我們帶來一些對地球的關鍵性的理解，也能幫助指引我們尋找環繞其它恒星的類地行星。”

在對這次探索計劃模糊的憧憬中，有一件事對于VEXAG的信眾們是確定的：在逐漸揭開它神秘面紗的過程中，金星不會讓他們失望。但他們需要先到達那里。

BY:Leonard David

FY: torreya

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來源: 天文在線