我学习,我快乐:爱学网
除太阳、月亮之外金星是天空中肉眼能够看到的最明亮的星,最亮的时候达-4.4等,比全天最亮的恒星天狼星还亮14倍。金星毗邻地球,两者最近时为4100万千米,其直径比地球小约4%,质量轻20%,密度低10%。理论上金星有一个半径约3100千米的铁镍核,中间为幔,外面为壳。由于它在大小、密度、质量、外表各方面很像地球,所以它有地球的“孪生姊妹”之美称。
事实上,金星在许多方面与地球迥然不同,例如它的自转是逆向的,即由东向西,周期约243天,比它绕太阳公转周期225天还长18.3天!金星距离太阳比地球离太阳近约1/3,它得到的太阳光照比地球得到的多1倍。金星的反照率在所有的行星中名列第一,其反照率达0.76,也就是说照射在金星上的太阳光3/4以上被金星反射出来,而地球的反照率只有0.39,月球才0.07,这是因为金星有非常浓密的大气层。
人类对太阳系行星的空间探测首先是从金星开始的,前苏联和美国从20世纪60年代起,就对揭开金星的秘密倾注了极大的热情和探测竞争。迄今为止,发往金星或路过金星的各种探测器已经超过40个,获得了大量的有关金星的科学资料。
前苏联金星探测开先河
前苏联于1961年1月24日发射“巨人”号金星探测器,在空间启动时因运载火箭故障而坠毁。1961年2月12日试验发射“金星1号”,这个成功飞往金星的探测器重643千克,在距金星9.6万千米处飞过,进入绕太阳轨道后失去联络,结果一无所获。1965年11月12日和5日发射的“金星2号”和“金星3号”均告失败,“金星3号”重达963千克,当它在金星上硬着陆后,一切通信遥测信号全部中断,估计是仪器设备摔毁了。尽管如此,前苏联科学家认为还是有收获的,因为取得可直接“命中”金星的首战告捷。
1967年1月12日,成功发射了“金星4号”探测器,同年10月抵达金星,向金星释放了一个登陆舱,在它穿过大气层的94分钟时间里,测量了大气温度、压力和化学组成。1969年发射了“金星5号”和“金星6号”,再次闯入金星大气探测,探测器最后降落在金星表面上,由于硬着陆仪器设备损坏,因此不能探测金星表面情况。1970年8月17日“金星7号”探测器成功发射,它穿过金星浓云密雾,冒着高温炽热,首次实现金星表面的软着陆。“金星7号”测得金星表面大气压力强至少为地球的90倍,温度高达470℃。1972年到达金星表面的“金星8号”化验了金星土壤,还对金星表面的太阳光强度和金星云层进行了电视摄像转播,金星上空显得极其明亮,天空是橙黄色,大气中有猛烈的雷电现象,还有激烈的湍流。
1983年6月2日,前苏联的金星15号探测器发射升空,在历经130个昼夜,飞行3亿多千米后,于同年10月10日进入金星的卫星轨道运行。图为前苏联的金星15号探测器。
1975年至1984年是金星探测的高潮期。1975年6月8日和14日先后发射的“金星9号”和“金星10号”,与同年10月22日和25日分别进入不同的金星轨道,并成为环绕金星的第一对人造金星卫星。两者探测了金星大气结构和特性,首次发回了电视摄像机拍摄的金星全景表面图像。1978年9月9日和9月14日,前苏联又发射了“金星11号和12号”,两者均在金星成功实现软着陆,分别工作了110分钟。特别是“金星12号”在12月21日向金星下降的过程中,探测到金星上空闪电频繁、雷声隆隆,仅在距离金星表面11千米下降到5千米的这段时间就记录到1000次闪电,有一次闪电竟然持续了15分钟!
1981年10月30日和11月4日先后上天的“金星13号”和“金星14号”,其着陆舱携带的自动钻探装置深入到金星地表,采集了岩石标本。研究表明,金星上的地质构造仍然很活跃,金星的岩浆里含有水分。从二者发回的照片知道,金星的天空是橙黄色,地表的物体也是橙黄色的。“金星13号”着陆区的温度是457℃,“金星14号”的着陆地点比较平坦,是一片棕红色的高原,地面覆盖着褐色的沙砾,岩石层比较坚硬,各层轮廓分明。“金星13号”下降着陆区的气压是89个大气压;“金星14号”下降着陆区为94个大气压,这样大的压力相当于地球海洋900米深处所具有的压力。在距离地面30千米到45千米的地方有一层像雾一样的硫酸气体,这种硫酸雾厚度大约25千米,具有很强的腐蚀性。探测表明,金星赤道带有从东到西的急流,最大风速达每秒110米!金星大气有97%是二氧化碳,还有少量的氮、氩及一氧化碳和水蒸气。主要由二氧化碳组成的金星大气,好似温室的保护罩一样,它只让太阳光的热量进来,不让其热量跑出去,因此形成金星表面的高温和高压环境。
金星15号探测器
1983年6月2日和6月7日,“金星15号”和“金星16号”相继发射成功,二者分别于10月10日和14日到达金星附近,成为其人造卫星,它们每24小时环绕金星一周,探测了金星表面以及大气层的情况。探测器上的雷达高度计在围绕金星的轨道上对金星表面进行扫描观测,雷达的表面分辨率达1~2千米,可看清金星表面的地形结构,成功绘制了北纬30度以北约25%金星表面地形图。1984年12月前苏联发射了“金星-哈雷”探测器,1985年6月9日和13日于金星相会,向金星释放了浮升探测器——充氦气球和登陆舱,它们携带的电视摄像机对金星云层进行了探测,发现金星大气层顶有与自转同向的大气环流,速度高达320千米/小时,登陆设备还钻探和分析了金星土壤。“金星-哈雷”探测器在完成任务后利用金星引力变轨,飞向哈雷彗星。综观前苏联金星探测的特点在于,主要是投放降落装置考察,以特殊的工艺战胜金星上高温高压,取得了金星表面宝贵的第一手资料。
美国金星探测后来居上
前苏联航天技术的辉煌成就,极大地刺激了美国人。20世纪60年代初,美国宇航局根据肯尼迪总统提出的等月计划,全力开展探月活动;但又看到前苏联对金星的探测活动,格外着急。美国当局立即决定分兵两路,在实施等月的同时,拿出一部分力量来探测金星。美国于1961年7月22日发射“水手1号”金星探测器,升空不久因偏离航向,只好自行引爆。
美国水手2号金星探测器
1962年8月27日,美国的水手2号金星探测器发射成功。同年12月14日,水手2号从距金星34800千米处飞过,探测了金星的大气温度,揭开了人类探测金星的序幕。图为美国水手2号金星探测器。
1962年8月27日发射“水手2号”金星探测器,飞行2.8亿千米后,于同年12月14日从距离金星3500千米处飞过时,首次测量了金星大气温度,拍摄了金星全景照片,但由于设计上的缺陷,在探测过程中,光学跟踪仪、太阳能电池板、蓄电池组和遥控系统都先后出了故障,未能圆满执行计划。
美国水手10号金星探测器
1973年11月3日,美国水手10号金星探测器发射升空。水手10号重503千克,装备有紫外线分光仪,磁力计,粒子计数器,电视摄像机等仪器。1974年2月5日,水手10号从距金星5760千米的地方飞过,拍摄了几千张金星云层的照片。图为美国水手10号金星探测器。 1967年6月14日发射“水手5号”金星探测器,同年10月19日从距离金星3970千米处通过,作了大气测量。1973年11月3日发射“水手10号”水星探测器,1974年2月5日路过金星,从距离金星5760千米处通过,对金星极其大气作了电视摄影,发回上千张金星照片。
我学习,我快乐:爱学网
|