天文学
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最后更新:2025年10月15日

金星受监视:太空探测器概览

环绕金星运行的太空探测器
金星轨道探测器示意图。图片来源:astronoo.com

金星探索

金星,太阳系中的第二颗行星,以其极端条件和与地球的初始相似性而令人着迷。自20世纪60年代以来,众多太空探测器被派往研究其稠密的大气层、化学成分和地质结构。这些任务使我们得以观测到极端温室效应、硫酸云和活火山等现象。这些探测器由多个航天机构发射,特别是苏联的谢尔盖·科罗廖夫(1907-1966)和美国国家航空航天局(NASA)。

金星探测任务历史

首次前往金星的任务是苏联的“金星”系列和美国“水手”系列探测器。金星探测器率先穿透大气层,并从地表传回图像。而近期的任务,如日本宇宙航空研究开发机构的“晓”号探测器,则对金星气候及高层云层进行了研究。

技术与科学仪器

金星探测器携带多种仪器:光谱仪、云层穿透雷达、磁力仪和相机。这些仪器用于测量气压、温度、化学成分以及地形特征。雷达的使用对于绘制在可见光谱中完全不可见的表面至关重要。

金星太空任务(着陆器、轨道器及飞越探测)
任务由……开发发布年份类型科学目标
金星4号苏联1967着陆器/大气探测器直接测量压力、温度和大气成分
金星5号苏联1969大气探测器大气与温度测量
金星6号苏联1969大气探测器大气与密度测量
金星7号苏联1970着陆器首次成功着陆并传输地表数据
金星8号苏联1972着陆器大气分析及地表测量
金星9号苏联1975着陆器/轨道器地表首批图像及地质分析结果
金星10号苏联1975着陆器/轨道器图像与大气测量
金星13号苏联1981着陆器地表彩色图像及岩石化学成分分析
VEGA 1苏联1984轨道器/气球/着陆器在大气中释放气球、研究云层以及彗星飞掠
VEGA 2苏联1985轨道器/气球/着陆器大气中气球的释放、云层研究及彗星飞掠
水手2号美国国家航空航天局1962飞越首次对温度和太阳辐射的科学测量
水手5号美国国家航空航天局1967飞越大气层、磁层和电离层研究
水手10号美国国家航空航天局1973飞越/引力助推唯一一次飞越以加速前往水星的轨迹,有限的大气测量
先驱者金星1号(轨道器)美国国家航空航天局1978轨道器对大气层的详细研究及地表雷达测绘
先驱者金星2号(多探测器)美国国家航空航天局1978着陆器/大气探测器温度、气压、大气成分及风力的测量
麦哲伦美国国家航空航天局1989轨道器完整的雷达地表测绘
金星快车ESA2005轨道器气候、云层、电离层及大气结构研究
JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)2010轨道器观测高层云、风及气象活动
伽利略美国国家航空航天局1989飞越/引力辅助飞越木星以加速,有限的大气测量
卡西尼NASA / ESA / ASI1998飞越/引力辅助飞越以加速前往土星,有限的大气测量
信使美国国家航空航天局2004飞越/引力辅助飞越水星加速,有限测量

来源:欧空局 – 金星快车

金星大气中可能存在有机分子

近年来,光谱学研究提示金星大气层(尤其是约50-60公里高度的云层)中可能存在有机分子。2020年,一个国际团队通过詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的观测,宣布探测到含磷和氢的分子——磷化氢(PH₃)。在地球上,磷化氢被视为厌氧环境中生物活动的潜在指示物。

这一发现引发了极大兴趣,因为它可能表明金星云层中存在异常的化学过程,或者更推测性地讲,可能存在微生物生命形式。然而,后续分析表明,被归因于磷化氢的信号可以通过非生物化学现象来解释,例如酸性大气中的光化学反应。

未来的金星任务,例如欧洲航天局的"愿景号"或美国的"达芬奇+"任务,应能通过直接测量云层化学成分并精确搜寻有机分子,帮助澄清这一问题。

来源:Greaves等人,2020年,《自然·天文学》——金星上的磷化氢。

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