美国NASA发布2019版金星探索路线图

作者: 2020-03-10 18:09 来源:
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  20199月,美国国家航空航天局(NASA成立的金星探索小组制定并发布2019版《金星探索路线图》,为未来金星探索提供了框架,包括使用轨道器、探测器、高空平台、着陆器等多种任务模式,以及利用诸如非金星任务实施飞越等任务机会对金星大气、表面和内部进行观测;为NASA行星科学处和美国国家科学院行星科学十年调查提供建议[1],[2]。该小组于2005年成立,旨在研究金星探索的科学重点和机遇,明确科学投入和技术开发计划,定期评估金星探测目标、科学目的、探测方式和关键测量要求,并向NASA总部报告研究结果[3]

  金星探索在带来重大技术挑战的同时,也带来了非凡的科学机遇。该路线图可作为未来金星任务的实用指南,帮助NASA以最快的方式实现最高优先级的科学目标,指导NASA更好地利用现有资源开展金星探索。路线图围绕金星探索制定了早期演化和潜在的可居住、大气动力学与组分、地质历史与过程等3个科学目标,并针对每个科学目标提出了待解决的科学问题,包括:金星是否存在液态水、金星对其他星球演化的借鉴意义、金星全球动力学驱动因素、大气组分和辐射平衡的决定因素、金星地表的地质过程,以及大气与地表的相互作用。

  路线图涵盖了20202024年可以开展金星探测的4种平台类型,并针对近期(20202022年)、中期(20232032年)和远期(20332042年)3个阶段的任务机会分别给出建议(表1)。

  1 NASA金星探索路线图任务平台

平台类型

实施周期

平台描述和主要科学目标

轨道器

近期

单个航天器,运行在圆形轨道、低空轨道和近极地轨道,可完成大部分针对金星表面和内部的探测,包括雷达成像、红外测绘、重力测量

近期

单个航天器,运行在偏心轨道、长周期轨道,可进行大气遥感和原位电离层、磁层测量

近期

单个或多个航天器,特定轨道运行,开展有针对性的研究,可为地面和空中平台提供中继和导航支持

大气层进入

近期

大气层飞掠,先在较高高度对金星大气采样,随后飞离大气层进行样品分析和数据中继

近期

进入大气层并下降到地表,研究沿单一剖面的大气结构和成分以及近地表成像

中期

探空器在下降过程中利用空中平台进行数据中继

地面平台

近期

典型着陆器,可在金星表面存活数小时,探测着陆点附近岩石的元素和矿物成分,包括地表深度的变化

中期

探测器,可在金星表面运行1个金星日(约116个地球日),测量温度、风速和主要化学成分,视情况携带地震传感器

长期

对大气、热流和地震活动分别开展短时(1个地球日)和长时(2个金星日)地表调查

空中平台

近期

/夜漂浮在约20摄氏度、标称高度55千米的位置,6天内完成包括大气和内部探测在内的逆行纬向超旋转(RZS

中期

漂浮高度控制在海拔5060千米,可探测云层内不同区域的成分和结构

长期

使用被动热控系统将海拔控制在约40~60km范围内,保障常规电子设备的使用。处于暴露位置的传感器须能承受最高150摄氏度的温度

  (范唯唯)

 

  


 

[1] Roadmap for Venus Exploration (2019). https://www.lpi.usra.edu/vexag/reports/roadmap_w_cover_092919.pdf

[2] Vexag venus exploration documents 2019 update. https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/1083.pdf

[3] Unveil Venus: Why is Earth's sister planet so different? https://www.lpi.usra.edu/vexag/

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