基于麦哲伦任务数据的金星表面腐殖子的三维透视图。美国航天局/JPL
金星是太阳系九大行星中离地球最近的一颗行星,它在地球内侧运行。也是浩瀚星空中最亮的一颗星空。但金星总是被厚厚的云层包围,即使用天文望远镜也很难看清它的真面目。
金星看起来最像地球,质量和大小也和地球差不多,所以人们一直把它当做地球的孪生星球。然而,金星在许多方面也与地球有很大不同。它反向缓慢旋转,周期为243天,比它绕太阳公转的周期长18.3天。也就是说,金星上的一天比一年长。因为它上面的大气层太厚了,比地球的大气层厚了近百倍,而且它总是一面对着地球,另一面200年才能看到一次,所以20世纪50年代以前谁也不知道它是什么样子。但当雷达回波到达地球时,人们无不大吃一惊:金星在稠密的大气层下,是一个表面温度高达480℃的火球;同时,金星上有无数火山不断喷发,加剧了金星大气的对流,形成了一年四季的大风,比地球上的台风还要猛烈6倍。面对如此高的温度和充满强风的世界,空之间的探测器很难接近它进行侦查。
人类对太阳系行星的探索首先从金星开始。虽然到目前为止只有大约20个探测器访问过金星,但它们已经初步揭开了金星的面纱。
1961年2月12日由苏联发射的金星1号是第一个飞往金星的探测器。这个探测器重643公斤,它从金星飞了96000多公里。进入太阳轨道后,由于通信中断,没有探测结果。1967年1月12日发射的金星4号于同年10月18日直接撞击金星,测量了大气的温度、压力和化学成分,并首次将探测数据传回地面。1970年8月17日发射的金星7号首次成功登陆金星。它发回的数据显示,金星表面的大气压是地球的90倍,温度高达470℃。1975年6月8日和14日发射的金星9号和10号分别于同年10月22日和25日进入金星的不同轨道,成为第一对环绕金星运行的卫星。他们探索了金星的大气结构和特征,并首次发回了电视摄像机拍摄的金星表面图像。从图像上可以清楚地看到100米外的景色,着陆点周围全是直径10米左右的石头。1981年10月30日和11月4日,金星13号和14号发射升空。他们的着陆舱携带的自动钻探设备深入金星表面,收集岩石样本。1983年6月2日和7日发射的金星15号和16号,4个月后用雷达高度计扫描了金星表面,绘制了北纬30°左右金星表面25%的地形图。此外,前苏联的织女星一号和织女星二号两颗金星-哈雷彗星探测器于1985年6月9日和13日与金星相遇,并向金星释放了充氦气球和着陆吊舱。他们携带电视摄像机探测金星的大气和云层,探测金星的高速环流,并对金星土壤进行钻探和分析。
美国于1962年8月27日发射的水手2号探测器,在同年12月14日飞到距离金星3500公里处时,首次测量了金星的大气温度,并拍摄了金星照片。这是第一个成功探测金星的探测器。1967年6月14日发射的水手5号和1973年11月3日发射的水手10号飞向金星,发回了4000多张金星照片。1978年5月20日和8月8日,先后发射了两颗成功的金星探测器——金星1号和金星2号。先驱者金星1号于同年12月4日进入金星轨道,成为金星的一颗卫星。它对金星高层大气进行了244天的观测,调查了金星的云层、大气和电离层,研究了金星表面的磁场,探测了金星大气与太阳风的相互作用,绘制了金星93%的表面地形图。先驱者-金星2号于同年12月9日飞往金星,对金星的云层、大气和磁场进行了调查。金星的高层大气和电离层非常活跃,金星云层的不同层次有明显的物理化学特征。金星大气的主要成分是二氧化碳,所以可以看出云层是由硫酸雾组成的。因此,金星下雨时,落下的不是水,而是硫酸。
1989年5月4日,亚特兰蒂斯号航天飞机搭载了一个名为麦哲伦up 空的金星探测器,并于次日将其送往金星。麦哲伦号探测器重3 365公斤,装有先进的电视摄像雷达系统,可以透过厚厚的云层拍摄金星表面小到一个足球场大小的物体的图像,其分辨率可以比迄今获得的金星图像高10倍。经过460多天的太空飞行,它于1990年8月10日进入金星轨道。8月16日,它首先用合成孔径雷达勘测了金星表面,并发回了第一张张金星照片,照片上显示的是面积为40公里× 80公里的熔岩平原。1990年9月15日,麦哲伦探测器首次获得了第一张完整的金星地图。发现金星上有巨大的熔岩流、成千上万的裂缝和陨石坑,还有高耸的山脉、巨大的峡谷、陨石坑、沙丘和活火山。麦哲伦的探险表明,金星上有时会有大风暴和火山活动,表面温度高达280℃ ~ 540℃。它没有卫星,没有水滴,磁场强度低,大气成分主要是二氧化碳,不适合金星上的生物生存。