NASA DAVINCI空间探测器将穿越金星地狱般的大气层

DAVINCI是一个飞行分析化学实验室，它将首次测量金星巨大的大气-气候系统的关键方面，其中许多方面自20世纪80年代初以来一直是金星的测量目标。另外，它还将首次提供金星山地高原的下降成像，同时还将以轨道上不可能的尺度绘制其岩石成分和表面浮雕。这项任务支持对少量存在的未被发现的气体和最深的大气层的测量，包括氢同位素的关键比率--水的组成部分，这有助于揭示水的历史，无论是液态水海洋还是早期大气层内的蒸汽。

据了解，该任务的载体、中继和成像航天器(CRIS)有两个机载仪器，它们将在飞越金星期间研究该行星的云层并绘制其高地区域。此外，该任务还将投放一个小型下降探测器，该探测器有五个仪器，它们将在下降到地狱般的金星表面时以极高的精度提供一系列新的测量。

发表《Planetary Science Journal》上的这篇论文的第一作者、NASA戈达德太空飞行中心的DAVINCI首席研究员Jim Garvin说道：“这组化学、环境和下降成像数据将描绘出金星的分层大气及它如何跟Alpha Regio山区的表面互动，该地区面积是德克萨斯州的两倍。这些测量将使我们能评估大气的历史方面以及探测表面的特殊岩石类型如花岗岩，与此同时还可以寻找能告诉我们侵蚀或其他形成过程的提示性景观特征。”

DAVINCI将利用三个金星重力辅助，其通过利用行星的重力来改变CRIS飞行系统的速度和/或方向来节省燃料。前两次重力辅助将为CRIS飞越金星做好准备，从而在紫外线和近红外光中进行遥感，以此来获得超60吉比特的关于大气和表面的新数据。第三次金星引力辅助则将为航天器做准备，从而释放探测器以使其进入、下降、进行科学研究和着陆并向地球进行后续传输。

第一次飞越金星将在发射后6个半月并将花两年时间使探测器进入位置，这样其可以在“正午”的理想照明下进入Alpha Regio的大气层，目的是以328英尺（100米）到比一米更细的尺度测量金星的景观。这样的比例可以无需着陆的情况下对金星的山区进行着陆器式的地质研究。

一旦CRIS系统离金星约两天的距离，探测器的飞行系统就将会被释放，与此同时安全地将直径三英尺（一米）的钛制探测器包裹在里面。探测器将在离地表约75英里（120公里）处开始跟金星上层大气互动。科学探测器将在离地表约42英里（67公里）处抛出其隔热罩后开始科学观测。随着隔热罩的释放，探测器的进气口将摄取大气中的气体样本并进行详细的化学测量，这就像好奇号探测器在火星上进行的那种测量。在其一小时的下降过程中，该探测器还将在其出现在距离当地表面约10万英尺（30,500米）的云层下时获得数百张图像。

来自戈达德的副首席研究员Stephanie Getty说道：“探测器将在Alpha Regio山区着陆，但着陆后不需要操作，这是因为所有需要的科学数据都将在到达地表前拍摄。如果我们以约25英里/小时（12米/秒）的速度挺过着陆，那么在理想的条件下，我们可以在表面上有长达17-18分钟的操作。”

DAVINCI暂定于2029年6月发射，2031年6月进入金星大气层。

Garvin说道：“以前在金星大气层内的任务都没有像DAVINCI的探测器那样详细地测量化学或环境。此外，以前的金星任务没有在金星磁石高地上空下降，也没有对金星表面进行下降成像。DAVINCI将以Huygens探测器在土卫六所做的工作为基础改进以前的金星原位任务，但要有21世纪的能力和传感器。”