简历阅读- - -我们从未认识的浪漫金星

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我们从未认识的浪漫金星

金星曾经适合作为地球的生活。

在我诞生的那一天,1959年,1959年 - 一个标题宣布了“目标金星:可能有生命!”......由大卫格林彭

O.n我诞生的那一天 - 冬季solstice,1959年 - 一个标题生活杂志宣称“目标金星:那里可能有生命!”它讲述了科学家如何将气球骑到80,000英尺的高度,以使望远镜的望远镜观察金星的氛围,以及他们对水的发现程度的发现希望能够在那里有生物。作为一个孩子,我兴奋到了Unteasea冒险的故事与Isaac Asimov的少年科幻小说幸运之星和金星的海洋.1975年,我15岁的时候,家里的一位朋友——一位行星科学家给了我一张从另一颗行星表面拍摄的第一张照片:金星。苏联的Venera 9号探测器发回了一张黑白照片,照片上有棱角分明的岩石和细密的泥土。一片明亮的天空使它看起来远没有我痴迷的阿波罗登月计划那么神秘,而更像一个奇怪的、阴沉沉的沙漠,你可能希望有一天能去看看。

然而,对我的许多同龄人来说,金星很快就失去了它的浪漫。科学家们在前往另一颗行星的任务中发现的第一件事是,金星根本不是小说和投机科学所描绘的地球天堂。它在质量、密度和大小等体积特性上与我们的行星几乎相同。但它的表面已经被令人窒息的二氧化碳海洋烤熟和干燥。长期以来,金星一直被困在失控的温室效应的灼热的死亡魔掌中,被视为地球这类行星上可能出现的一切问题的警世故事。作为外星生命可能的家园,它被认为是最不可能成功的行星。

地质活着:熔岩流在近代的地质学上已经重新覆盖了金星的表面,在此之前,金星可能曾拥有一个充满活力的生态系统。 美国航天局/喷气推进实验室

但我一直拒绝放弃金星,多年来,我固执的忠诚得到了证明。“维纳拉9号”和其他俄罗斯着陆器瞥见的岩石远景表明,这是一段饱受折磨的火山历史。20世纪90年代初,美国的麦哲伦轨道飞行器证实了这一点。麦哲伦轨道飞行器利用雷达透视了这颗行星厚厚的云层,绘制出了一个丰富、多样和动态的表面。从陨石坑的稀少来判断,它的表面大部分是在过去的10亿年里形成的,这使得它比地球以外的任何岩石行星都更新鲜,更活跃。俄罗斯和美国的宇宙飞船还发现了原始气候可能更潮湿、更凉爽,甚至可能适合生命生存的迹象。对密度和成分的测量表明,金星最初是由基本上与地球相同的物质构成的。据推测,这其中包含的水要比我们今天在浓密的空气中发现的相当于地球海洋千分之一的微量元素多得多。

氘(重氢)与普通氢的比例是可以证实这一点的。按比例来说,金星大气层的氘含量要比地球多得多。这种倾斜是该行星的氢逐渐逃逸到太空的信号;重的氘比轻的氘泄漏得慢,所以随着时间的推移,差异会逐渐形成。倒转一下时间,金星一定曾经有更多的氢也就是说,更多的水。


T.在我们拍摄的金星照片中,地球上的生命开始形成的时候,有一片温暖的海洋,可能富含有机分子,在岩石海岸和火山喷口周围晃动。恒星演化理论预测,当时的太阳亮度要低得多。所以,可以说金星是比地球更舒适的生命栖息地。随着太阳逐渐变暖,水在大气中停留的时间比在表面停留的时间更长。因为水蒸气是一种强大的温室气体,这导致更暖化,反过来又导致更多的蒸发,形成一个强大的正反馈。当太阳达到一定亮度后,这个过程就变得不可逆转了。海洋完全沸腾了,太阳辐射把水分解成氢和氧,氢逃逸到太空中,氧要么和它一起逃逸,要么被地表矿物所吞没。结果就是我们今天看到的干涸的地狱。

金星可能是离我们最近的宜居行星。

这种下降需要时间。我和我的同事已经将我们用于研究地球气候变化的全球环流模型应用到了金星上。当我们把云层形成、全球风、地形和行星自转等细节考虑在内时,我们的模型告诉我们,金星保持海洋和宜居状态的时间可能比之前认为的要长得多,甚至可能比火星的时间长得多。地球自然形成了一种云雾模式,保护它免受温暖太阳的影响。向阳的一面被明亮的云覆盖,这些云反射入射的阳光。夜晚的那一面基本上是无云的,这使得行星可以通过向太空深处发射热辐射来降温。这在很大程度上取决于过去的地形、自转速率和大气成分等细节,在我们从新的任务中获得更好的数据之前,我们仍需猜测这些细节。

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其影响是惊人的。在地球历史的大部分时间里,金星可能是最近的宜居行星,甚至可能是一个繁荣的生物圈的家园。数十亿年来,我们的太阳系可能有两个相邻的潮湿的、地质活跃的、可居住的岩石世界。当流星撞击并将弹片从一个星球弹射到另一个星球时,它们甚至可能非常偶然地交换了生命。

然而金星的坏名声依然存在,美国国家航空航天局和俄罗斯宇航局都放弃了对这颗行星的研究。自1989年发射“麦哲伦号”以来,美国已经27年没有执行过金星任务。但其他国家也加入了这场游戏。2006年夏天,我收到一封来自巴黎的信,这封信改变了我的生活。信的开头是这样的:“我很高兴地通知您,经过非常全面的同行评审,您被选为金星快车任务的跨学科科学家(IDS)。”由欧洲航天局(European Space Agency)太阳系任务协调人(Coordinator of Solar System mission)签署的这份文件,最后邀请我于一周后在德国达姆施塔特(Darmstadt)开会。

充满活力的金星:麦哲伦轨道飞行器拍摄的金星伪彩色雷达图像,辅以地球上的雷达。 由美国航天局/喷气推进实验室/美国地质调查局

是的!我想。我要去金星。(途经达姆施塔特。)因此,我,一个象征性的美国天体生物学家,加入了金星快车的科学团队,这是欧洲首次探索距离地球最近、最像地球的其他行星的努力。这个勇敢的小宇宙飞船花了8年时间在我们的姐妹行星的轨道上,研究一个温室气候完全疯狂的变地球,不断变化的云层模式,巨大的像龙卷风一样的漩涡在两极混乱地旋转,强烈的电风暴,以及我们非常确定的活火山。

可以说,金星是一个比地球更舒适的生命栖息地。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)发射了自己的宇宙飞船“赤月号”(Akatsuki),但当探测器在2010年抵达金星时,它未能进入轨道,而是围绕太阳旋转。这是一项技术壮举,与阿波罗13号的回收不相上下。2015年,该机构恢复了对该任务的控制,并将其送入金星轨道。现在,它进一步丰富了我们对活跃多变的大气和云层的理解,并寻找火山活动表面的额外线索。

这些新太空国家的小型任务使金星探索得以继续。金星似乎和地球一样,仍然在内部产生地质活动。然而,我们需要NASA的新任务来发现金星到底有什么东西,来告诉我们它是如何进化的。它告诉我们的信息将有助于更广泛地研究类地行星。我们还需要很长一段时间才能近距离看到太阳系以外的行星,但与此同时,我们可以探索我们太阳系的行星。我们可以利用对少数行星的详细观测来校准我们对银河系其他行星的必要的稀疏观测。


W.自从上次美国金星任务以来,近三十年来,随着航天器仪器设备的技术进步,我们可以想象建造新的航天器,能够经受住这颗行星的严酷考验。我们可以发射一架创新的人造卫星,用雷达和红外对月球表面进行清晰成像,寻找当前地质活动的迹象。我们可以用测量化学同位素的大气探测器来寻找消失的海洋和生物圈的踪迹。有了漂浮在云层上的气球,我们就可以在这个过程中观察极端气候,使我们能够了解地球现在和未来的气候。有了地表登陆器,我们可以在岩石上钻孔,检查矿物质,了解它们的历史。

向上,向上,离开:一个气球携带的探测器可以在金星周围漂浮数周或更长时间,测量和监测大气成分状况。 Tibor Balint.

美国宇航局最近对这些任务的兴趣感到满意,并希望美国参与这一邻近星球探索的新时代将很快开始。我认为这种探索至关重要,还有一个巨大原因。我在比较星球上的工作最近越来越多地致力于了解我们自己的行星现在经历自己的机器的手。我们需要更深入地了解气候进化,以便成为地球的好管家。但我们永远不会完全了解我们的星球,或者在真空中的演变中的角色。我们需要一个比较。金星提供一个。它是一个自然的实验室,用于测试我们的模型,磨练我们对极端气候变化的理解。

如果我们真的想知道我们的家庭行星如何,伴随着湿润的生物圈,适合宇宙的其余部分,我们需要一项金星探索。那些湿漉漉的金星的那些科幻梦想可能会在某个时候真正存在。但是维纳斯是否曾经活着,其持续的探索是我们发现自己的星球的最佳方式之一,使我们在银河系周围的地球样行星上越来越多地了解情况,并改善了我们的理解像我们自己这样的行星的气候变化。


David Grinspoon是行星科学研究所的高级科学家。他为几个积极和提议的行列式航天器任务服务于科学团队。2013年,他被任命为美国国会图书馆的Astrobiology的首次式主席。他的最新书,人类手中的泥土这本书于去年12月出版。他也是一名音乐家,为宇宙乐队演奏吉他。

本文最初发布鹦鹉螺宇宙2016年11月。

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