俄羅斯重返金星計(jì)劃揭秘

□□據(jù)英國(guó)廣播公司（BBC）2009年10月10日?qǐng)?bào)道，金星濃密的云層里充滿酸性霧靄，過(guò)去一直是蘇聯(lián)重點(diǎn)空間探測(cè)目標(biāo)。在近30年的平靜之后，現(xiàn)在俄羅斯正在制定前往這顆行星的新探測(cè)計(jì)劃，并已經(jīng)邀請(qǐng)歐美科學(xué)家參與。

1 召開(kāi)國(guó)際會(huì)議集思廣議

2009年10月，總部設(shè)在莫斯科的空間研究所（IKI）舉辦了一次國(guó)際會(huì)議，旨在吸引歐洲和美國(guó)的科學(xué)家參與金星探測(cè)項(xiàng)目。為該項(xiàng)目研制的探測(cè)器預(yù)計(jì)將在2016年發(fā)射升空。

空間研究所的奧列格·科拉伯列夫（Oleg Korablev）負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)重返金星的計(jì)劃，他說(shuō)：“這次會(huì)議的目的是把我們的想法與歐洲科學(xué)家的想法結(jié)合在一起，確定我們應(yīng)該如何開(kāi)展這個(gè)項(xiàng)目。”

1985年，蘇聯(lián)和一些歐洲國(guó)家合作，利用姊妹探測(cè)器“織女星”（Vega）對(duì)金星進(jìn)行了探測(cè)，這也是蘇聯(lián)最后一次探測(cè)金星。1961－1983年，蘇聯(lián)共實(shí)施了16次金星任務(wù)。新的金星探測(cè)任務(wù)被命名為金星－D（Venera－D），它將通過(guò)一個(gè)軌道器、多個(gè)氣球、一個(gè)表面著陸器及一個(gè)新發(fā)明的“風(fēng)力飛行器”，探索很多與金星有關(guān)的重要科學(xué)之謎。

2 合作是夢(mèng)想成真的關(guān)鍵

空間研究所首席行星學(xué)家路德米拉·扎索瓦（Ludmila Zasova）協(xié)助組織了這次在莫斯科舉行的會(huì)議，他說(shuō)：“我們希望這項(xiàng)任務(wù)盡可能地采用目前最先進(jìn)的技術(shù)。在今天，即使是最富有的國(guó)家要實(shí)現(xiàn)金星探索任務(wù)也不容易，因此我們必須通力合作才有希望實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。”

目前，該項(xiàng)目還只是處于初級(jí)階段，面臨巨大的技術(shù)和資金挑戰(zhàn)。盡管如此，歐洲科學(xué)家作出的第一反應(yīng)似乎非常積極。歐洲航天局科學(xué)家哈坎·斯韋德赫姆（Hakan Svedhem）博士說(shuō)：“俄羅斯在這項(xiàng)任務(wù)上傾注了如此大的心力，讓我倍感吃驚。然而，目前我們?nèi)圆磺宄氖牵綔y(cè)器到底什么時(shí)候能發(fā)射升空，以及它要完成的具體任務(wù)是什么。”

斯韋德赫姆一直在參與“金星快車”（Venus Express）任務(wù)，該任務(wù)于2005年搭乘俄羅斯火箭成功發(fā)射升空，目前正在圍繞金星運(yùn)行。斯韋德赫姆認(rèn)為，金星－D計(jì)劃極有可能得到俄羅斯航天局資助，目前的討論主要集中在該任務(wù)應(yīng)該包括哪些要素的問(wèn)題上。他說(shuō)：“多年來(lái)，俄羅斯航天科研預(yù)算一直在迅速增加，我相信一定有用于這項(xiàng)任務(wù)的預(yù)算支出。目前該任務(wù)還處于初始階段，不過(guò)我相信，在任務(wù)最后階段將有很多歐洲國(guó)家參與進(jìn)來(lái)。”

如果進(jìn)展順利，金星－D項(xiàng)目將成為歐洲和俄羅斯科學(xué)家合作進(jìn)行金星探索的第2次嘗試。俄羅斯原打算把金星－D與“歐洲金星探測(cè)器”（EVE）項(xiàng)目結(jié)合在一起，但由于歐洲把目光轉(zhuǎn)向其他行星項(xiàng)目上，這一合作計(jì)劃被迫取消。項(xiàng)目科學(xué)家仍堅(jiān)持在2010年年底把該項(xiàng)目提交給歐洲航天局，供其選擇。

據(jù)斯韋德赫姆介紹，“歐洲金星探測(cè)器”任務(wù)獲得資助的希望非常大。然而，即使2010年競(jìng)標(biāo)成功，該項(xiàng)目的發(fā)射日期也將被推遲到2020年以后。科拉伯列夫博士說(shuō)：“這個(gè)新發(fā)射日期確實(shí)跟金星－D任務(wù)的時(shí)間安排無(wú)關(guān)。”他表示，由于這個(gè)原因，兩項(xiàng)任務(wù)將采取不同的方法。

“歐洲金星探測(cè)器”

3 儀器需要耐高溫

空間研究所2009年10月的會(huì)議恰好在金星－D任務(wù)論證階段結(jié)束到探測(cè)器研發(fā)開(kāi)始（預(yù)計(jì)將于2010年年初開(kāi)始）之間的這段時(shí)間舉行。在過(guò)去的幾年間，隨著科學(xué)家不斷攻克前往金星遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)，該項(xiàng)目已經(jīng)取得了幾次飛躍性進(jìn)展。他們深知，要想揭開(kāi)金星之謎，探測(cè)儀器必須能夠在像烤箱一樣熱的物體表面正常工作，壽命必須超過(guò)以前的蘇聯(lián)金星著陸器在金星上的“生存時(shí)間”——1h。

在金星表面停留更長(zhǎng)時(shí)間，探測(cè)器上的遙感器就有更多時(shí)間監(jiān)測(cè)這顆行星的地震顫，這將為科學(xué)家提供有關(guān)金星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的線索。然而在冷卻設(shè)計(jì)和極端耐高溫元件等方面經(jīng)過(guò)層層挑選后，最初幸存30天的計(jì)劃被縮短到1天。空間研究所的負(fù)責(zé)人列弗·澤倫恩（Lev Zeleny）說(shuō)：“現(xiàn)在我們了解到，這項(xiàng)任務(wù)可能并不需要持續(xù)30天，那樣花費(fèi)可能太高昂。”

澤倫恩說(shuō)：“我們確實(shí)發(fā)明了一些冷卻系統(tǒng)，然而我們?cè)谥懫鞣矫嬲莆盏闹R(shí)卻非常有限，所以我們不得不去掉一項(xiàng)非常有趣的研究金星大氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在我們希望著陸器能在金星的惡劣環(huán)境中幸存大約24h，即使只有這么1天的時(shí)間，我們也能讓著陸器做很多事情。”

4 利用氣球進(jìn)行探測(cè)

俄羅斯科學(xué)家為了改變著陸器很快被燒焦的命運(yùn)，他們?cè)诮鹦翘剿鞣矫嫣岢隽撕芏鄤?chuàng)新性解決方案。計(jì)劃設(shè)計(jì)一系列可以飄浮在金星霧蒙蒙大氣里的氣球，這些氣球可以在著陸器向金星表面降落時(shí)展開(kāi)，或者可以保護(hù)密封艙穿越金星大氣層。雖然氣球曾作為蘇聯(lián)“織女星”探測(cè)器的一部分飄浮在金星上空，但是新一代超輕型遙感器的問(wèn)世，使這些氣球可以獲得大量創(chuàng)新性科研成果。

“火衛(wèi)一－土壤”探測(cè)器

未來(lái)研究金星的重點(diǎn)是這顆行星大氣層里的氙和氪等惰性氣體同位素。由于它們很難跟其他物質(zhì)起反應(yīng)，對(duì)它們進(jìn)行研究，將有助于科學(xué)家繪制出遠(yuǎn)古金星大氣圖。而遠(yuǎn)古金星大氣圖又有助于科學(xué)家了解地球和金星等位置接近的行星的形成過(guò)程。科拉伯列夫說(shuō)：“以前從未對(duì)金星進(jìn)行過(guò)如此詳細(xì)的探測(cè)。”

與20世紀(jì)80年代的蘇聯(lián)任務(wù)相比，這些氣球?qū)@得大量突破性的新發(fā)現(xiàn)。科拉伯列夫說(shuō)：“即使我們利用‘惠更斯’（Huygens）探測(cè)器上的現(xiàn)有儀器，把它們送往金星，也將是一次巨大的進(jìn)步。”除了主要儀器以外，金星氣球還能攜帶微探針。氣球飄浮在金星的天空中時(shí)，微探針會(huì)一個(gè)接一個(gè)地被拋下去，對(duì)不同位置進(jìn)行科研測(cè)量。

5 研制風(fēng)力飛行器

除了氣球和著陸器以外，俄羅斯最主要的深空探測(cè)器研制單位——拉沃契金科研生產(chǎn)聯(lián)合體（NPO Lavochkin）已經(jīng)為金星－D任務(wù)推薦了一款“風(fēng)力飛行器”。據(jù)說(shuō)這種像風(fēng)箏的裝置可以利用金星上的風(fēng)在45～50km高空無(wú)限期飄浮，上面攜帶著超輕型儀器和遙感器。

拉沃契金科研生產(chǎn)聯(lián)合體顯然已經(jīng)進(jìn)行了一些試驗(yàn)，以證實(shí)這個(gè)奇特想法是可行的。但即使金星－D任務(wù)能夠承擔(dān)容納這種裝置所需的額外質(zhì)量，“風(fēng)力飛行器”可能只相當(dāng)于一個(gè)額外的演示器，而不是一個(gè)為科學(xué)儀器準(zhǔn)備的主平臺(tái)。但是，如果該任務(wù)能取得成功，它將掀開(kāi)行星探索史的新篇章。

6 法國(guó)積極參與

法國(guó)國(guó)家空間研究中心（CNES）已經(jīng)表達(dá)了對(duì)全權(quán)負(fù)責(zé)研發(fā)金星－D項(xiàng)目的氣球的極大興趣，這表明，該任務(wù)將走向國(guó)際化。不過(guò)，法國(guó)代表告訴俄羅斯合作者，這項(xiàng)任務(wù)定于2016年發(fā)射并不現(xiàn)實(shí)，可能會(huì)被推遲到2018年發(fā)射。結(jié)合俄羅斯的自身情況，空間研究所科學(xué)家可能會(huì)因?yàn)閲?guó)際間的參與，愿意靈活更改該任務(wù)的發(fā)射日期。

前不久，俄羅斯宣布把“火衛(wèi)一-土壤”（Phobos Grunt）任務(wù)的發(fā)射時(shí)間從2009年推遲到2011年，可能會(huì)對(duì)以后的發(fā)射計(jì)劃產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。在“火衛(wèi)一-土壤”任務(wù)和一兩項(xiàng)前往月球的任務(wù)之后，金星－D將成為重要行星探索項(xiàng)目。空間研究所科學(xué)家告訴歐洲合作者，他們計(jì)劃每年都舉行有關(guān)金星－D項(xiàng)目的會(huì)議，希望能夠通過(guò)全球合作促使該項(xiàng)目取得圓滿成功。