探测器列传：20.气球漂流
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好了咱闲言少叙书接上文呢上次我们讲到了苏联的金星 9 号和 10 号的任务是非常成功的着陆器也落了地了环绕器也入了轨了拍了照片了什么探测器的其他各项数据也都发回来了反正都是很顺利的唯一的美中不足就是那个全景相机啊

它有两个镜头其中有一个镜头盖没打开导致只能拍摄 180 度的照片偏偏两个着陆器犯的都是同一个毛病看来这不是个偶然事件这是一个设计缺陷其实当时苏联人是想不到的这回的运气已经算是很好了

起码两个镜头盖有一个还能打开后续的那个金星 11 号和 12 号啊那镜头盖全都没打开一张照片都没拍到这还不如这一次呢这档子事呢咱们后边再说当然了就是看着苏联人一趟一趟的往金星发探测器吧美国心里也痒痒美国人在金星探测方面呢他也插了一脚

他们就实施了一个先驱者联合探测计划在 1978 年发射了先驱者轨道器和先驱者联合探测器一共是两颗探测器顾名思义嘛这个轨道探测器呢就是进入环绕金星的轨道不断的绕着金星转圈圈主要就是研究一下什么太阳风啦研究一下金星的磁场和电力层啦就是这些东西

这个联合探测器就不一样了它自身要很平缓的进入金星大气层这样的话轨道就会不断的衰减这个探测器本身也就会一圈一圈的往下掉最后撞到金星表面上这种缓慢衰减的过程是很长的可以把金星大气层不同高度全都给探测一遍

这个联合探测器之所以叫做联合探测器就是因为它不仅仅是自己要下去它还带着三小一大四个大气探测器这四个探测器它并不是着陆的它不需要降落伞保护罩也不需要分离反正就是有三个小探测器就当自由落体了直接给扔进去它是掉进金星太极层就行能收集到一些数据也就足够了至于它最后是摔坏了还是压扁了那随它去了

那个大探测器还是要打开降落伞的但是保护罩也不分离了就这么下去吧这几个探测器在自由落体过程之中还真的收集到了很多数据包括什么压力温度云层粒子等等数据

这联合探测器自己是在 110 公里的高度就失去了信号就没信号了其中有一个小探测器居然落到地上以后还没坏持续发送了一个小时的信号算是超额完成任务了

美国人设计的这个轨道环绕器它的寿命都很长这个先驱者金星轨道器一直工作到了上个世纪的 90 年代初它才算是结束了任务它呢就开始用雷达波穿透重重密物一直在扫描金星表面的高度这就形成了一张地形图

这就可以让地球上的科学家们了解金星重重迷雾之下的这个地形地貌因为上面能见度实在太差了说实话美国人探测金星啊那就纯粹是有枣没枣搂两杆子它的主要重点还是不在这那苏联人的重点一直在金星 70 年代末到 80 年代初这一段基本上是全力以赴开展金星探测

1978 年的 9 月份他们要发射金星 11 号和 12 号这一次呢还是老办法就是两颗探测器都带着着陆器而且相机呢也升级成了彩色的

镜头盖也做了改动上次不是两个镜头盖只能打开一个吗这次要改进改进了至于火箭发射之类的苏联人已经是清车熟路了这两颗探测器一路之上也都很顺利着陆器和环绕器分离也没有问题但是把这个着陆器落了地以后这镜头盖就再次出毛病了也不知道他们是怎么改进的这回是俩镜头盖全都没打开

而且这两个着陆器还都是如此这就要了老命了有人可能纳闷啊一个镜头盖它至于次次出毛病吗这个设计能有什么难度吗你别忘了啊金星上是一个高温高压的环境啊着陆器内部的压力比外部金星大气压小多了而且这俩镜头盖的密封性还贼好这外边压力贼大所以根本就打不开

他必须得用爆炸螺栓把镜头盖给炸出去哪知道爆炸螺栓不给力他炸不出去

更要命的是你炸完以后这镜头盖还歪了整个探测器就成了一个最薄弱的环节这爆炸以后那镜头盖破损外边压力又大就导致探测器里边受损了本来这个探测器还带了一个土壤的钻探装置要在外边打个洞取一点土壤样本然后回到肚子里面化验成分结果这钻杆也坏了分析化学成分的仪器也坏了这项任务就算彻底完不成了

而且这两个探测器出的毛病全一样金星 12 号它也这样土壤取样检测装置落地的时候被震坏了你说这事闹的好在其他仪器还能工作最大的遗憾就是这次没法拍照片了金星 11 号的着陆器检测到了一些低频无线电噪音爆发

这种低频无线电噪音实际上是来自于大气的闪电但是这个信号显然要比地球上的闪电要强得多

金星 12 号就没有探测到这么强的信号看来这种闪电只是小规模的局部事件这 11 号跟 12 号距离还挺远的当然了这俩着陆器是下去了但是金星 11 号和 12 号这个本体它也没闲着这一次这两个家伙因为发射的时机不太对所以速度过快没有办法进入环绕金星的轨道

只能飞掠而过了不过整个过程里他们在太空里检测到了 143 次伽马射线暴而且记录的过程非常详细从爆发开始到爆发结束记录的清清楚楚这是破天荒的第一次了而且金星 12 号的轨道器还用紫外光谱仪观察了一颗叫做布拉德菲尔德的彗星这是搂草打兔子也算是搂了一把这也算是不虚此行啊

当然了这个苏联人对这个相机镜头盖打不开这事呢他是耿耿欲怀不行这事都没完所以在 1981 年的 11 月份他们又发射了金星 13 号和金星 14 号这一次这个镜头盖是彻底做了重新设计应该是没有打不开的这个 bug 了那这一次呢两个探测器是一切顺利这镜头盖终于打开了

金星 13 号和金星 14 号这两个着陆器上的照相机工作的都非常好他们拍摄到了至今为止质量最好的金星表面的照片尽管金星表面的照片看不多远这个大气透明度实在太差了

金星 14 号看到了周围一大片平坦的大石头基本上就没什么土壤这个地方应该是一个年轻的火山平原上面有裂片状的熔岩流可能形成于几百万年之前这些石头一开始被认为是凝固的熔岩但实际上并不是这种东西很有可能是浮石所谓的浮石就是气孔特别多的那种石头它也不是特别结实

这个浮石的形成和高温环境密切相关一般来讲这东西都是从火山里边喷出来的而且条件要求的还不低首先这石头得被快速加热了这石头都被烤化了是软的内部产生了大量的气体这压力小然后外部要急剧减压这石头就像爆米花一样被炸的蓬松起来了

而且这块石头还一定得经历了快速降温的过程这样的话那些气孔才能保留下来如今金星着陆器拍摄到的岩石如果是浮石的话那问题就来了

那周围有没有火山爆发啊这个看来火山爆发的地方离得还不远呢这金星上的气压这么高有什么力量能吹出这种石头爆米花呢会不会是另外一种情况那就是天上掉下一块陨石金星大气层稠密这陨石甚至掉不到地上就已经烧光了但是陨石烧光产生的高温高压会把残存的这些石头渣子就像爆米花一样快速的给炸成腐蚀

这个情况也是有可能的反正看着地表的痕迹周围有很多抛射物似乎就是被爆炸的冲击波给吹出来的

苏联做的这两个探测器还带了个麦克风它是能够听到周围的风声的镜头盖被爆炸螺栓弹开的声音它也录下来了近地面附近大气流动的非常慢毕竟这儿大气太浓密了流动不起来因此风的侵蚀作用也不大所以周围的环境一直保持着非常原始的样子原来是啥样就是啥样的没什么侵蚀

但是金星的地表风速虽然很小但是高层大气就完全不一样风力还是非常大的高层和底层的流动完全不是一码事反正这次的仪器工作都正常两台着陆器都在金星地表打洞取样首先就是打一个 30 厘米深的洞弄少量的岩石样本送到探测器肚子里头然后用 X 射线荧光光谱仪进行照射分析化学成分

后来发现吧这种岩石的成分就跟地球上海底火山熔岩是差不多的这成分都一致当然了这个金星 14 号着陆器一开始它不走运它打洞的地方啊打错了刚好打在那个被扔掉的镜头盖上哎呀这不行这得换个地方重新打啊

金星 13 号和 14 号的钻探结果是差不多的金星 13 号主路是一片普通的火山平原上这片火山平原估计是 7.5 亿年前就形成了

这一次这两个着陆器坚持了 100 多分钟才 over 表现真的很不错所以算是非常圆满的完成了任务这回终于不掉链子了 1983 年发射的金星 15 号和 16 号就不玩着陆器了苏联人在两台探测器上装了合成控镜雷达对金星的表面进行了非常详细的扫描画出了比较精确的地图只是扫描的范围小了点它只有北纬 30 度到北极地区这么个范围

相当于只扫了个上半身肚子以下的全没扫即便如此也已经发现了很多金星表面的新型地表结构比如说免驱啦什么穹顶啦什么蜘蛛结构啦还有镶嵌地块啦这些内容我们后面再讲到了 1984 年苏联发射了两颗新的金星探测器叫之女星一号和二号

当然了这俩探测器跟织女星是一点关系都没有啊因为 1986 年有一件大事那就是哈雷彗星要回归这可是 76 年才遇到一次的好事我小学毕业的时候老师还跟我们说这档的事来着说我们这帮人呢努力活一下寿命长一点可以看到两次哈雷彗星回归哦我那时候啥也不懂夜里瞪大眼睛看啥也没看见啊

当时呢苏联的天文学家叫库尔特觉得这个机会就很难得了就找到了专门计算轨道力学的这个苏克哈诺夫然后他们就算计了半天要借助金星玩一次以内弹弓然后去拜访这个哈雷轨星当然啦你顺便也就拜访一下金星啊苏联人已经扔了那么多逐鹿器了

拍照也拍了他们也觉得有点玩腻了所以他们对这次呢也想玩点新鲜的所以就提出了一个气球漂流的计划就弄一颗大气球在金星大气层里边随风漂流咱就可以飞得高一点高层大气的温度它不高压力也不大这样的话呢这个探测器就可以坚持很长很长时间了

但是吧这次探测器和大气球这是两个完全不同的任务这个组合体在到达金星之前的两天这个着陆器和气球这部分就和那主探测器就分离了这个主探测器借助金星的引力弹弓效应一拐弯奔着哈雷彗星的轨道就去了它还有别的事要忙呢这个大气球和着陆器呢就得自己把自己的数据发回地球这回就没有人中转了呀

这个无线电探测器的功率只有 4.5 瓦这点功率连一部手台的功率都不如这么微弱的信号要从金星传到地球这就对苏联的地面测控系统提出了非常高的要求所以够他们头疼的

这个探测器以 18 度的角度小角度擦进了金星大气层降落伞是在 65 公里的高度展开这时候探测器的保护罩也被扔掉了下一步就要展开浮空气球了它先抛出一个降落伞这小降落伞就把气球给拉出来在 54 公里的高空开始冲清气然后

然后充气装置和小浆糯散就被扔掉了等到 50 公里高了着陆器和气球也分离了着陆器还有自己的工作要去做做的事跟上次那两个都差不多气球展开以后就通过扔掉配重来调节升降最后就稳定在了 50 公里的高空

这儿的气温是 32 摄氏度压力大概是半个地球大气压在这样的环境下气球可以在空中飘荡几十个小时这是很长的时间了所以这一次也是一个人类的创举人类第一次在另外一颗行星上释放了航空器释放了飞行器

当然了这也是金星特有的有利条件你想在火星上放气球那你就死了这心吧你放不起来这两个气球呢一个测出来的高空风速是 69 米每秒一个测出来是 66 米每秒这都差不多无论是哪个数字呢都比地球上的 17 级大风还要大了高层大气这个湍流啊也比原来预计的要严重的多

当然了 织女星一号和二号探测器本体也和哈雷彗星来了个亲密接触拍了不少照片这个哈雷彗星自己就是个脏血球嘛它本来就不大 距离又远拍的不是特别清楚而且周围有气体在阳光的照射架被蒸发出来所以那照片上也是模模糊糊的人家哈雷彗星自带滤镜您只能凑合看了啊

所以这一次拜访哈雷彗星和金星的计划是完美成功的苏联的金星探测计划也就告一段落了他们本来想转换一下目标搞一搞火星探测但是没过几年苏联没了这一切计划就只能是计划了俄罗斯继承了苏联的航天遗产但是实在没有这个实力再搞什么深空探测了苏联这么多次金星探测几乎都是一个模式那就是飞过去放着陆器

所以我这次就一口气把苏联这么多探测器咱全讲掉了啊这都大同小异苏联前前后后一共发了 28 个金星探测器只有一半成功抵达了金星还不包括下去以后死掉的啊

这其他的呢不是栽了掉进水里了要么就是发射以后丢了那不管怎么说吧人类今天有关金星的主要知识还都是苏联人贡献的经过前前后后这么多次探测任务拿到了这么多的数据科学家们大致拼出了一张拼图我们大致知道这个金星为啥会变成现在这个鬼样子了

这些原因彼此都纠缠在一起真的是相互影响就导致金星的环境一路走向了地狱因为这个过程是一个鸡生蛋蛋生鸡的过程所以我为了讲清楚咱还是尽量选最简单的环节来做破题咱们得找个地方把链条给切开最重要的原因是金星转得太慢了

这个金星的自转周期是 243.018 天它的公转周期只有 224.7 天它的公转周期居然比它自转周期还要还短一点而且金星是我们太阳系里面唯一一个倒着转的大行星在整个太阳系里就它独一半您要是上了金星那真的就可以说太阳大西边出来了这话是一点没错

当然了在金星上你也看不见太阳大气透明度太差嘛这个金星大气的风速要比金星的自转快了 60 倍地球上最快的风速也只有地球自转速度的 20%由此可见这金星到底有多么奇怪那为啥金星的自转就这么慢呢而且还是倒着转呢

科学家们到现在也还没完全搞清楚大致有这么几种说法吧一种说法呢就最简单就是金星让人给撞了咱地球当初不就是让一颗叫做特伊亚的行星给撞了吗然后两颗行星就彻底融化合并了崩出去的渣子构成了月球咱地球撞得这金星它就撞不得就没人撞金星吧这个好理解是吧但这一撞啊就导致金星开始倒转

这个解释是最简单的但是其实要求是最苛刻的因为你得回答金星当初和多大的天体撞了啥时候撞的哪个角度撞的速度如何撞到哪个点上了这一切参数都需要恰到好处才能精确的把金星撞成今天这个样子

我嘴说的简单呢现实中把这些条件全都凑齐啊那是极小概率事件了基本上不太可能发生好第二个说法呢就叫潮汐锁定说金星被太阳的潮汐锁定了

按理说呢如果真是这么回事的话金星应该是永远一个面朝着太阳但是金星轨道并不是一个漂亮的正圆形它稍微有点偏心所以它还没有完全锁定在各种扰动之下就保持了一个非常慢的倒转速度那啥扰动呢谁离它近谁扰动呗那就是地球呗

有一个非常巧的现象就是每次金星运转到地球和太阳之间地球和太阳连线上的时候金星距离地球最近的位置上金星的自转又刚好达到同一个位置它是同步的

这么说有点抽象啊我换个说法就在金星恰好运行到地球和太阳的连线上的时候你在金星的球面上走到正对着地球那方向一抬头地球在正南边然后在这你立一根杆子这杆子指向地球

您放心下一次金星再转到地球和太阳之间的时候也就是金星距离地球最近的时候这根杆子还是会准确的指向地球金星的自转周期它就这么巧它准的很那您要说这事和地球没关系天底下哪有这么巧的事呢对吧这地球还是对金星多多少少有点影响的

当然了还有一种说法那就是金星的大气层太浓密了这个大气的质量很大会影响到金星的自转这个东西就成了一个刹车皮了

因为这个大气层迎着阳光那一面的密度和背着阳光这一面的密度它是不一样的结果就导致整个大气层重心歪了它不是在金星的那个重心上它是要偏心的你只要有点偏心太阳的潮汐力就会对金星大气层起作用太阳对金星大气层的潮汐作用和对金星本体的潮汐作用它不一致

最后就导致这个大气层带着金星就缓慢倒转就给磨磨磨倒过来了那问题来了这金星是一开始就有这样浓密的大气层吗还是说自转缓慢就导致了金星大气层的浓密到底谁是因谁是果呢这个问题它就复杂了

那我们为啥要从金星的自转速度慢破题呢就是因为金星自转速度太慢就导致了金星内部的磁场太弱了这就是直接原因

您距离太阳太近不说您这磁场还弱那一系列的麻烦可就都来了金星倒霉就倒在这上头了有关这档子事咱们下回再说科学声音