金星：天空中神秘的“維納斯”

太陽系中最熱的行星

金星是距太陽第二近的行星，是太陽系中最熱、最亮的行星，人們稱它為“維納斯”。維納斯是羅馬神話中的美神，而在古希臘神話中，她被稱為“阿芙羅狄忒”。

金星是一顆巖石行星，質(zhì)量約為地球的80%，內(nèi)部有一個直徑大約6000 千米的金屬核，核的外層是熔融的巖石地幔，厚度大約3000千米。地幔的外層是地殼，主要由玄武巖組成，平均厚度為10～20千米?？傊?，金星的大小、質(zhì)量、密度、成分和重力都近似地球，因而人們時常將金星和地球稱為“雙胞胎兄弟”。

18世紀(jì)后葉，天文學(xué)家在觀測金星時發(fā)現(xiàn)金星上存在大氣。于是，人們認(rèn)為，金星是除地球之外另一顆擁有溫暖氣候的行星，金星上應(yīng)該存在炎熱潮濕的森林和遼闊的海洋。

然而，進(jìn)入太空時代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，金星其實和地球是很不相同的。金星的環(huán)境非常惡劣，表面溫度高達(dá)471℃，這個溫度足以熔化鉛。金星的大氣層也比太陽系中其他任何一顆行星都濃密，導(dǎo)致它的表面壓力超過地球的90倍，類似于海深1000米處的壓力。在這種環(huán)境中，航天器無法正常工作很長時間。

金星與太陽之間的距離，大致比地球與太陽之間的距離近25%。比地球更靠近太陽，意味著金星從太陽那里接收到的能量比地球多得多。科學(xué)家們推演的氣候模型表明，這樣的情形會導(dǎo)致金星表面的溫度為50～80℃。然而，實際情況遠(yuǎn)比推演的結(jié)論更為惡劣，正如我們所知的，金星表面比這個模型推演的熱得多，這是“溫室效應(yīng)”帶來的結(jié)果。

對溫室效應(yīng)，我們應(yīng)該不陌生，因為地球也正在因溫室效應(yīng)而變得越來越熱。然而，金星上發(fā)生的溫室效應(yīng)是地球上的溫室效應(yīng)無法比擬的。科學(xué)家們推測，金星不僅從太陽那里得到了很多熱量，而且持續(xù)進(jìn)行的火山活動也導(dǎo)致了大量熱量的產(chǎn)生。在地球上，火山爆發(fā)釋放的二氧化碳通過板塊構(gòu)造活動重新回到了地球內(nèi)部。然而，金星上沒有板塊構(gòu)造活動，二氧化碳只能作為一種溫室氣體保留在大氣中，這便導(dǎo)致了嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。于是，金星的溫度越來越高，最終變成了太陽系中最熱的行星。

神奇的星球

金星擁有反射率很高的云層，所以它最亮?xí)r的星等接近-5，是天空中亮度僅次于太陽和月亮的天體（星等數(shù)值越小，肉眼看起來就越亮。太陽的星等為-26.7，滿月時月球的星等約為-14）。金星云層的主要物質(zhì)構(gòu)成是硫酸，它們籠罩著金星，導(dǎo)致金星上的真實顏色很難被看清。要看清金星的表面，需要深入云層的下面，并能在嚴(yán)酷的高溫和高壓環(huán)境中生存，這意味著目前人類只有使用能抗高溫與高壓的“機(jī)器人探險家”才能有效地考察金星的表面。

金星沒有已知的衛(wèi)星，這種情形在太陽系中并不多見。目前，同樣未發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的大行星還有水星，它是距離太陽最近的大行星?？茖W(xué)家們目前還不能確切地回答為何有些行星擁有衛(wèi)星，而另外一些卻沒有。但他們可以肯定的是，每顆行星都有自己獨特而復(fù)雜的歷史，這可能在一定程度上決定了它們是否擁有衛(wèi)星。

金星還存在一個有趣的現(xiàn)象，即它自轉(zhuǎn)一周相當(dāng)于243個地球日，是所有大行星中自轉(zhuǎn)速度最慢的，這導(dǎo)致金星的一天比它的一年還要長?？茖W(xué)家們推測，這可能是金星濃厚的大氣層對金星的自轉(zhuǎn)起到了抑制作用的結(jié)果。而且，金星自轉(zhuǎn)的方向與大多數(shù)行星相反。這意味著站在金星上觀測，太陽是從西邊升起、從東邊落下的，與地球上的情形完全相反。

金星上有閃電，這是科學(xué)家們非常關(guān)注的一件事。因為閃電可能有助于形成啟動生命過程所需的分子。一些科學(xué)家認(rèn)為，這樣的過程在地球上就曾發(fā)生過。不過金星上的閃電是在硫酸云中發(fā)生的，這與地球閃電在水云中形成的情況又不同，因此金星的閃電在太陽系中應(yīng)該是獨一無二的。

人類對金星的探測歷程

進(jìn)入太空時代后，人類對金星的探測行動非常頻繁。迄今為止，科學(xué)家們已向金星成功發(fā)射了20多個探測器。1962 年，美國發(fā)射的“水手2號”探測器靠近金星，使金星成為第一顆被路過的人類航天器觀測到的行星。1970年12月，蘇聯(lián)的“金星7號”探測器著陸金星，這是人類航天器第一次在地球之外的星球上著陸。接下來，蘇聯(lián)的“金星9號”探測器又傳回了金星表面的第一張照片。第一個金星軌道飛行器是美國宇航局發(fā)射的“麥哲倫號”金星探測器，它生成了金星表面98%的地形圖，顯示了直徑小至100米的地表特征。

另一個成功發(fā)射的金星探測器是歐洲航天局的“金星快車”，它在金星軌道上運(yùn)行了8年，并見證了金星上的閃電。2014年12月，“金星快車”探測器燃料耗盡，最終在金星大氣層中焚毀。

2010年，日本向金星發(fā)射了一個名為“曉”的探測器。這個探測器曾一度偏離軌道，但地面上的科研團(tuán)隊成功地糾正了“曉”的航向。“曉”于2015 年 11月進(jìn)入環(huán)繞金星運(yùn)行的軌道。迄今，“曉”依然在環(huán)繞金星運(yùn)行，它目前的主要任務(wù)是研究金星的天氣模式并尋找金星上的活火山。

迎接探索金星的新時代

目前，科學(xué)家們正在策劃下一步的金星探測任務(wù)，其中包括“達(dá)芬奇+號”和“真理號”金星探測器任務(wù)。

“達(dá)芬奇+號”金星探測器搭載有一個軌道器和一個大氣層探測器，旨在探索一些長期引人關(guān)注的問題，例如金星的大氣層是如何演化的、過去海洋的化學(xué)特征是否仍然存在、水在塑造金星方面所扮演的角色等。與此同時，科學(xué)家們也希望這樣的探測有助于了解那些看起來像金星的系外行星，揭示金星作為一顆擁有大氣層的行星的演變史，并為其他軌道飛行器對金星地殼和淺層內(nèi)部進(jìn)行下一步探測鋪平道路。

“真理號”是一個環(huán)繞金星運(yùn)行的軌道器，它關(guān)注金星的表面環(huán)境，試圖弄清金星的歷史，以及解答“金星為何與地球如此不同”的疑問?！罢胬硖枴边€將用雷達(dá)繪制金星地圖，并試圖揭開金星上是否存在板塊構(gòu)造活動、它的火山活動是否尚有遺存等謎團(tuán)。這些問題的答案將為理解金星的演化過程提供線索，也將為未來著陸金星的探測任務(wù)提供數(shù)據(jù)。

與此同時，另一個名為“展望”的金星探測器也將于21世紀(jì)30年代初前往金星。這是歐洲航天局主導(dǎo)的一次金星任務(wù)，進(jìn)一步彰顯了探索金星的新時代正在來臨。

大自然的行星實驗室

其實，在太陽系中，人類最感興趣的目標(biāo)似乎并不是金星，而是一些顯示有生命存在可能性的星球，如土衛(wèi)二、土衛(wèi)六和火星等?？茖W(xué)家們認(rèn)為，數(shù)十億年前，金星環(huán)境很可能與現(xiàn)在的地球非常相似，適合人類居住。但后來，它經(jīng)歷了劇烈的溫室效應(yīng)，導(dǎo)致它的表面溫度變得異常灼熱，形成了被許多人稱為“地獄”的環(huán)境，這樣的環(huán)境很難再有生命存在。

然而，2020年，科學(xué)家們在金星云層中發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的化學(xué)物質(zhì)——磷化氫，有些人認(rèn)為它可能是金星存在生命的跡象。磷化氫是一種在地球、木星和土星上都可以找到的化合物。在地球上，這種化合物是在微生物作用下產(chǎn)生的，這不禁讓一些人產(chǎn)生了疑問：如果微生物可以產(chǎn)生磷化氫，那么金星大氣中的磷化氫是否也是微生物導(dǎo)致的？對此，科學(xué)家們?nèi)栽谶M(jìn)行研究。

科幻小說熱衷于描述對一顆行星進(jìn)行地球化改造、使其更像地球的情節(jié)，其中，最常見的是改造火星，因為目前看起來這顆紅色星球的環(huán)境比金星更適合人類居住。人們也曾考慮過改造金星。2020年的一項提案表明，改造金星需要海洋和某種風(fēng)化過程，要有足夠多的水（假設(shè)可以獲得的話）去除空氣中的灰塵，并使大氣中的二氧化碳凝結(jié)到金星表面。實現(xiàn)這一目標(biāo)的一種可能的方法是將大量冰冷物體（如彗星）扔入金星大氣層。當(dāng)然，如何實現(xiàn)這一目標(biāo)是另一個問題。

然而截至目前，人類對金星大氣的了解還是非常有限的?？茖W(xué)家們還認(rèn)為，只有了解了金星，才能知道我們的地球在很長一段時間內(nèi)是如何演化的，并有助于了解金星、地球和火星共同演化的歷史，所以研究金星對目前的人類而言有著特殊的意義。這就是說，雖然金星看起來很奇怪，且環(huán)境惡劣，但它炎熱而神秘的環(huán)境充滿了奧秘，是大自然的行星實驗室。人們?nèi)裟艹浞掷?1世紀(jì)的工具對其進(jìn)行探索，便定能了解行星形成和演變的更多細(xì)節(jié)。