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金星探测器残骸或仍存,挑战传统认知

2026-05-11 18:13 Emma Gometz Scientific American 阅读 0
核心摘要: 一项最新研究挑战了金星探测器在极端环境下迅速损毁的传统观点。研究人员利用NASA GEER实验室数据,模拟金星表面高温高压环境,发现探测器残骸可能比预期保存得更好。在过去60年发射的

金星探测器残骸或仍存,挑战传统认知

长期以来,科学家们普遍认为,金星严酷的环境会迅速摧毁任何被送往其表面的探测器残骸。然而,一项最新研究提出了令人信服的相反论点,挑战了这一传统认知。

当国际空间机构将探测器送往太阳系时,许多探测器最终会在地外星球上报废并逐渐损毁。但如果它们的残骸仍然存在,我们是否能从中获取新的信息?太空考古学家此前大多忽视了送往金星的探测器。金星常被称为“地球的邪恶双胞胎”,其质量和整体构成与地球几乎相同,但其独特的环境对人类和机器都极其不友好。许多研究人员曾认为,所有送往金星的机器人任务都会在金星灼热的表面温度和极高的气压(几乎是地球海平面压力的100倍)的残酷组合下彻底损毁,所剩无几。此外,火山喷发和“金星震”引发的山体滑坡也可能在很短的地质时间内掩埋任何残余物。

然而,上个月,太空考古学家们发表了一篇论文,指出金星环境对探测器的保存能力可能远超此前预期。

在过去60年间,美国和苏联共向金星发射了20个探测器、着陆器和气球。该研究发现,其中至少有七个探测器可能足够坚固,能够承受金星的恶劣环境,并最终降落在金星表面那些不易受到地质掩埋或破坏的区域。研究合著者、独立研究员兼太空考古学家卢卡·福拉西耶皮(Luca Forassiepi)表示:“这并不意味着其他探测器无法保存。但对于这七个……我找不到任何理由认为它们不在那里。”

得出这一结论需要某种程度上在地球上复制金星的严酷现实。金星表面温度高达约460摄氏度(860华氏度),几乎是纯锡熔点温度的两倍。表面还承受着90巴的压力,这几乎是地球海平面压力的100倍,其大气层充满几乎纯净的二氧化碳,并夹杂着腐蚀性硫酸雨。

该研究作者利用了NASA格伦极端环境模拟装置(GEER)实验室的数据。GEER实验室成功再现了金星环境,研究人员以此对1978年坠入金星大气的美国“先驱者金星日探测器”(Pioneer Venus Day Probe)的命运进行了案例研究。该探测器主要由钛制成,内部有铍制支架和铝制设备箱。GEER测试表明,钛对金星表面条件具有“卓越的抗性”,因此探测器主体应能基本保持其形状。探测器的铝制部件也表现出类似的韧性。

然而,GEER数据也表明,探测器负责维持内部加压的O形环和垫圈在长期暴露于金星环境中后,很可能会失效。在坠落过程中,探测器会短暂接触腐蚀性硫酸液滴而受损,因此在着陆时不可避免地会发生变形和破裂。但这并不意味着它会被完全摧毁——远非如此。

福拉西耶皮说:“当然,在进入金星大气层的那一刻,探测器会发生某种程度的变形和压缩,金属会看起来高度氧化和腐蚀。我非常希望,如果我们未来能有具备成像能力的探测器去拍摄金星表面的遗迹,我们能看到它们还在我们当初放置的地方。”

“先驱者金星日探测器”只是20个研究对象中的一个,其中大部分并非美国制造。但由于苏联时代可查阅记录的相对缺乏,福拉西耶皮及其合著者选择了该探测器作为案例研究。

他们的调查还评估了我们目前对所有探测器着陆区域金星表面条件的了解,并考虑了火山和地震活动、辐射水平、陨石撞击率,甚至沉积物在地面积累的方式和速度等因素。研究人员发现,大多数探测器即使不完全完整,也应该仍然可见。由于金星的地质活动远比地球缓慢,火山活动和地震的水平也低得多,因此探测器长期保存的可能性似乎很高。

金星大气如何影响探测器的问题不仅关乎过去——未来将有更多探测器登陆金星,因此“遗迹”清单可能很快会增加。NASA的“金星深层大气惰性气体、化学和成像探测器”(DAVINCI)任务暂定于2030年发射,旨在释放一个探测器登陆金星表面并捕获图像和数据。此外,麻省理工学院和Rocket Lab公司也计划在2026年发射其私人金星探测任务。

新墨西哥州立大学的太空考古学家兼名誉教授贝丝·奥利里(Beth O’Leary)未参与这项研究,但其在论文致谢中被提及。她表示,这篇论文“扩展了太空考古学的范围”。“福拉西耶皮将太空考古学扩展到了我们曾认为‘算了吧,那里什么都不会有’的地方。”

太空考古学为我们提供了对过去技术创新的洞察,并能帮助我们规划未来的太空任务和工程项目。它也保护了人类历史和科学家们所称的“太空遗产”。

福拉西耶皮说:“金星是我们研究太阳系中所有物质痕迹的总体努力的一部分。它难以进入的事实并不会降低其文化和历史价值。”


参考文献: Forassiepi, L., Walsh, J., Gorman, A., Hughes, M. G., & Capelotti, P. J. The Archaeology of Venus: A Preliminary Assessment of the Survival of Human Artifacts on the Surface of Venus. Gea, 2024; DOI: 10.1002/gea.70056
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