2024 年 1 月 25 日
- 軌道飛行器將研究地球神秘的“雙胞胎姐妹”，從核心到最上層大氣層。
- 發射計畫於2031年進行，任務持續時間規劃為2034年至2038年。
- 德國航太中心提供多光譜相機來搜尋活火山並繪製金星大氣中的礦物學和測量結果。
- 與金星研究和 NASA 任務密切合作。
- 焦點：太空旅行、探索、金星
金星是地球的內鄰行星，是個神祕的天體。金星的大小幾乎與地球相同，但質量稍小，並且主要由與地球相同的材料組成，金星的發展與我們的家園完全不同。濃密的二氧化碳大氣層確保全球晝夜氣溫永久保持在攝氏 460 度以上。從2031年開始，歐洲太空總署（ESA）的太空探測器將調查為什麼今天存在如此大的差異。今天，歐空局正式將 2021 年遠景任務納入科學計畫。這使得任務規劃和太空船的建造得以開始。德國航空航天中心（DLR）將為軌道飛行器開發一種儀器，可用於繪製金星岩石的礦物學地圖。
遠景計畫將研究金星從內核到外層大氣的整個過程，為金星的演化、地質活動和氣候提供重要的新見解。該計劃的接受意味著研究階段已經完成，歐空局致力於執行任務。2024年期間，它將在歐洲選擇工業承包商，以便盡快開始完成設計和建造太空船的工作。EnVision 計畫於 2031 年使用阿麗亞娜 6 號火箭發射升空。2021年任務選定後，制定了具體的任務計畫。遠景願景旨在回答有關金星的許多長期存在的問題，特別是地球的孿生兄弟如何以及何時變得如此不適宜居住。
從金星核心到高層大氣
EnVision將從軌道上研究整個行星。該任務旨在以前所未有的細節檢查金星的表面、內部和大氣層，以了解金星是如何演化的，地核、地函、地殼和大氣層如何相互作用，以及金星如何作為一個「系統」發揮作用。為此，EnVision 將使用幾種不同的測量方法，例如檢測地表和大氣中的活火山痕跡。先前的任務表明，金星在五億多年前，透過數千座火山的噴發，在全球範圍內獲得了新的表面。
為了實現這項全面全面的調查，遠景號將攜帶多種科學儀器。這將是第一個使用雷達設備直接觀察金星表面下方的任務。第二台雷達儀器 VenSAR 將以高達 10 公尺的解析度繪製表面圖，並確定表面紋理等屬性。三種不同的光譜儀將檢查表面和大氣的性質。無線電科學實驗將利用無線電波來研究地球的內部結構和大氣層的特性。
DLR 繪製礦物學圖
儘管金星的大氣層不允許直接觀察金星的表面，但仍然有間接的方法來獲取它的「圖片」。一方面，這是透過雷達來完成的，雷達可以穿透雲層，就像地球上的飛機一樣。另一方面，所謂的「大氣窗口」可以在某些波長下使用，特別是在近紅外線區域。但對於金星，如果不了解大氣層，就無法了解其表面。正在為 EnVision 開發光譜儀套件，它由三個子儀器組成。它被稱為 VenSpec，具有用於研究高層大氣的 VenSpec-U 組件、用於測量近地面大氣的 VenSpec-H 組件以及由 DLR 開發的用於測量表面熱輻射和光譜特性的 VenSpec-M 組件。
整個 VenSpec Suite 的管理和協調由DLR 行星研究所負責。透過結合所有三個通道，可以更深入地了解金星表面和大氣之間的緊密「耦合」。例如，VenSpec-M 將透過偵測熾熱的熔岩來偵測活躍的火山爆發，而 VenSpec-H 將同時測量火山嚮大氣中釋放的水蒸氣量，而 VenSpec-U 將測量火山中二氧化硫的分佈。噴發在上層捕捉大氣層。
VenSpec-M 不僅僅測量炎熱的活火山的熱特徵。該儀器也將首次繪製全球表面的礦物成分圖。VenSpec-M 是在DLR 光學感測器系統研究所的領導下開發和建造的。遠景號實驗的科學管理由德國航太中心行星研究所負責。兩個研究所均位於德國太空中心柏林-阿德勒斯霍夫 (Berlin-Adlershof) 站點。
地球和金星，兩個不同的“兄弟姐妹”
金星是距離太陽第二遠的行星，也是地球最近的鄰居。它以 1.02 億公里的距離圍繞我們的中心恆星運行，使其軌道比地球距離太陽更近 4800 萬公里。這兩顆岩石行星的質量和大小非常相似。然而，它極不適合作為太空人太空任務的目的地：金星的大氣層極度稠密，地面氣壓比地球高92倍。此外，氣體包層由95%的二氧化碳組成，這會造成巨大的溫室效應，並確保平均溫度達到攝氏464度——鉛會在這個「行星烤箱」中融化。整個行星都籠罩在主要由硫酸組成的雲層中，使得光學望遠鏡或相機無法看到其表面。
EnVision 進行的測量將有助於解開我們的熱門鄰居的重要秘密。例如，EnVision 將揭示火山和小行星撞擊如何塑造金星表面以及該行星當今的地質活躍程度。地球在其 45 億年歷史的早期階段是否存在水並因此存在適度的溫度，這是幾十年來一直被廣泛討論的問題之一。如果是這樣，金星也可能在更長的時間內存在板塊構造，甚至可能具備生命存在的條件。今天金星上的景觀——廣闊的火山平原和一英里高的高地，隱約讓人想起我們的陸地大陸——只能從這個方向模糊地解釋。
該任務還將研究金星的內部，並收集有關金星核心、厚岩石地函和地殼的結構和厚度的數據。最後，她將研究金星上的天氣和氣候，包括它們如何受到地面地質活動的影響。
深厚的傳承與有成效的合作
EnVision 是歐洲太空總署 (ESA) 與美國太空總署 (NASA) 合作領導的任務。NASA 預計將提供 VenSAR（合成孔徑雷達）儀器，並透過深空網路的大型天線為地球-遠景通訊提供支援。其他實驗則由歐空局成員國貢獻。
EnVision將是歐洲第二個金星任務。然而，歐空局的金星快車任務（2005-2014）更關注行星的大氣層，但也做出了重大發現，指出了行星表面可能存在的火山熱點。JAXA 的「曉」任務繼續對大氣層進行探索，該任務仍在積極追蹤金星的大氣運動和天氣。NASA 也將在 20 世紀 30 年代執行兩項前往金星的任務：VERITAS軌道飛行器和達文西大氣與著陸探測器。
很久以前，NASA 的水手號和先鋒金星任務（1960 年代和1970 年代）、蘇聯的金星和織女星任務（1960 年代到1980 年代）以及NASA 的麥哲倫雷達測繪任務（1990-1994 年）繪製了這張眼前完全陌生的世界的圖像地球附近。
[照片]
(A) 歐空局的金星軌道器遠景號
2023年1月25日，歐洲太空總署（ESA）正式將兩年前選定的金星遠景任務納入其科學計畫。今年將選擇一個歐洲工業合作夥伴來建造該航天器。計劃於 2031 年啟動。各種儀器將研究金星從核心到地函和地殼再到上層大氣的情況，包括一組三個光譜儀：VenSpec-U將測量氣體包層的上層，VenSpec-H將測量大氣的深層，VenSpec-H將測量金星的大氣層。-M 礦物學 繪製金星表面的全球地圖，該表面永久被雲層覆蓋（藝術家的印象）。DLR 對這些實驗負有科學責任，並為此任務貢獻了 VenSpec-M 儀器。
(B) 熾熱的星球籠罩在厚厚的雲層中
金星是地球的內鄰行星。它繞太陽公轉的距離剛超過一億公里。這顆行星擁有濃密的二氧化碳大氣層，其表面產生的壓力是地球壓力的 90 多倍，在地球上大約相當於海平面以下 900 公尺處的水壓。在大約30至60公里的高度處，有一層由硫酸組成的薄霧和雲層，這使得人們無法直接看到行星的表面。調查金星大氣層的成分和動態是歐空局遠景任務（藝術家印象）的重點。
(C) 金星的地形
1990-1994 年的 NASA 麥哲倫任務，其雷達資料解析度約為 100 米，類似於火星上的維京探測器，再加上 15 年前的蘇聯任務，為我們目前對地球的了解奠定了基礎。內鄰行星。 這張以東經 90 度為中心的半球視圖的有效分辨率約為 3 公里。 它是用顏色編碼來表示地形的雷達資料。 藍色是低窪平原，綠色是火山低地，米色和紅色區域是高地，讓人想起地球上從海洋升起的大陸。 ESA EnVision 任務將利用雷達資料實現更高解析度的地形測繪。
(D) 金星上的火山
美國太空總署的麥哲倫任務證實了從先前的任務中得出的理論，即金星表面大約五億年前在全球範圍內被火山覆蓋。原因可能是缺乏板塊構造，在地球上，板塊構造就像高壓鍋中的閥門一樣，可以像恆溫器一樣轉移多餘的壓力，從而從地球內部轉移能量。該圖像顯示了高 4,000 公尺的馬特蒙斯火山的 3D 影像，該影像源自麥哲倫軌道飛行器的雷達資料。淺色和深色反映了雷達資料中的表面特性，粗糙的表面將雷達波反射得較暗，光滑的表面則反射得較亮。