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第36章 中国不能止步于月球(4)

金星是太阳系中拥有火山数量最多的行星。“麦哲伦”号雷达的探测数据表明,至少85%的金星表面被火山喷发的熔岩流覆盖,显示金星在距今的8亿—10亿年以来,火山活动仍很活跃。在金星表面发现有几百个大型火山地貌,还零星分布着十多万座小型火山,金星是太阳系中拥有火山数量最多的行星。金星表面古老的地形地貌和地质构造特征绝大部分被后期的熔岩流覆盖,为分析研究金星的地质构造演化历史带来了更大的困难。

在地球上,有些火山爆发时由于内部含有大量的气体和水,将促使火山熔岩剧烈喷发。金星的火山熔岩里缺乏水,且由于金星表面的大气压很高,金星的火山似乎没有剧烈爆发和喷射火山灰的迹象,只发现熔岩流的溢出和流淌。根据“麦哲伦”号雷达的探测,85%的金星表面覆盖着火山熔岩流,大量的火山熔岩流经几百千米,填满低地,形成了广阔的平原。

金星没有板块运动。按照地球的板块构造理论,板块运动的发现是源于海底扩张,大陆漂移;板块运动的机制是刚性的岩石圈板块在软流圈对流的驱动下产生漂移。在板块交界处板块碰撞造山,岩石圈板块插入软流圈,火山—地震带的形成等。金星的内部结构,目前直接探测资料极少,只能参照地球内部结构推测金星内部有一个半径约3100千米的铁—镍核,中间一层是主要由硅﹑氧﹑铁﹑镁等化合物组成的幔,而外面一层是主要由硅、铝、氧化合物组成的很薄的壳。来自“麦哲伦号”探测金星的数据表明,金星的“地壳”比起原来所认为的更厚也更坚固。金星没有海洋,更没有发现海底扩张产生的对称磁条,没有线性的火山链,没有明显的板块消亡地带等。推测金星没有像地球那样产生过可移动的板块构造。

金星自转速度很慢,自转一周的时间为243.01个地球日,金星赤道处的自转速度为每秒1.81米。金星表面大气的风速只有每秒1米或更小,随着高度的增加,金星大气旋转的速度增大。在16千米高度时,大气的旋转速度达到每秒20米,大大超过金星自转的速度。在70千米高度大气的旋转速度大约为每秒100米,绕金星一周旋转的周期只有4—5个地球日。如此快速转动的上层大气,被称为“超旋”,至今仍是个令人不解的谜团。

金星是一颗神秘的行星。金星的天空呈橙黄色,高空云层浓密,雷鸣闪电,阴森恐怖;金星表面高温高压,火山熔岩流淌,强酸雨沉降,没有海洋,没有河流,没有一滴水;金星没有任何生命活动的迹象,是一个严酷的、死寂的世界。

国际上已经开展了40次金星探测,但目前有关金星大气层的水逃逸机制、大气超旋的成因等仍是未解之谜。此外,对金星大气进行分层和特定层位的就位精细探测具有重要意义,然而由于金星具有极高的大气压、较厚的二氧化硫云层、很高的表面温度等环境特点,大大限制了光学探测手段的应用,必须采用雷达探测技术并结合浮空器探测,以获取金星地形地貌、局部大气特征、表面矿物组成等基本科学信息,填补金星浅层结构、区域物质成分等探测的国际空白。

金星探测是一项巨大的系统工程,必须陆续实施而最终完成。我国金星探测仍然可以采用环绕和浮空探测,实现对金星大气层整体性的探测和局部区域的就位探测,以及金星表面地形地貌与次表层物质结构的全球性探测,获得金星大气的组成与结构、温度场、电离层与磁层、地形地貌与物质组成等的探测数据。开展金星大气层的闪电和气辉,温室效应,大气环流等的成因机制以及大气整体演化过程,大气层、电离层与太阳风的相互作用过程,水逃逸机制等研究;开展金星表面改造的地质营力和地质构造演化史的研究;开展金星内部结构的综合性研究。

$木星系统探测的科学畅想

木星的质量是其他七大行星总和的2.5倍多,目前已发现有60余颗卫星,构成了木星系统。木星具有强大的磁场,影响着整个木星系统;木星大气、电离层与太阳风的相互作用对木星的演化起重要作用;木卫二、木卫三都有液态水,是可能存在地外生命的天体之一。探测和研究木星的磁层与太阳风的相互作用、木卫二的地下海洋及其可能支撑生命存在的环境,具有重要的科学价值,对探索生命起源具有重要启示。

我国木星系统探测可以环绕探测方式重点对木星磁层结构、木卫二的大气和冰层、行星际空间环境等进行探测,并进行地球生命的地外生存演变特性的观测。通过木星系统环绕探测,获取木星的磁层结构、大气环流等探测数据,研究太阳风与木星磁场的相互作用、大气环流模式与动力学机制;探测木卫二空间环境和表面冰层形貌,研究冰层厚度分布特性、木星潮汐作用对木卫二地下海洋的加热效应。通过巡航段行星际太阳风结构探测,研究太阳风在行星际空间的传播特性。通过巡航段生物舱试验,研究地球生命在地外环境的生存特性。首次木星系统探测工程通过借力金星,对木星和木卫二进行环绕探测,开展多目标、多任务的科学探测任务,主要科学目标包括:研究木星磁层结构、木卫二大气密度、温度、风场、成分和磁场、等离子体、高能粒子辐射;探测木卫二表面地形起伏、冰层形貌及其厚度分布;探测木星和木卫二的电离层(电子流、密度等),以及电离层与太阳风相互作用所产生的感应磁场;探测金星—地球—地球—木星间的磁场、等离子体、电场及其随时空的分布特征;开展木星系统探测器飞行期间的微型遥测遥控生物科学试验,获取不同飞行段生物的生命特征现状、变化等信息。

$让中国飞得更远

对未知世界的探索,是人类文明和科学技术进步发展的永恒推动力;对茫茫宇宙的探测,则是人类认识宇宙、探索宇宙的起源、拓展生存空间的必由之路。深空探测可以进一步解答地球如何起源与演变、行星和太阳系的形成和演化、地球是不是宇宙中唯一有生命繁衍的天体等一系列问题,帮助人类研究太阳系的起源、演变和现状,进一步认识地球环境的形成和演变,认识空间现象和地球自然系统之间的关系,有利于人类积极开发和利用空间资源。

深空探索的不断发展将为人类的共同发展提供更多的空间和机会,为人类了解地球和探索未来提供更多的机遇和挑战。同时,深空探测也是当今世界高新科技领域中极具挑战性和创新性的活动,推动着国家科技经济进步与社会可持续发展,将是21世纪人类进行空间资源开发与利用、空间科学与技术创新的重要途径。

尽管在深空探测的道路上充满挑战与风险,也曾遭遇失败,但这依然无法阻止人类迈向深空的脚步,人类对未来探索太空的奥秘充满了坚定的信心。

纵观国际深空探测的历史和发展,未来深空探测活动将进入以科学引领为主、科学与技术协调发展、互相促进的新阶段——

未来,将有更多的国家参与到深空探测活动中,国际合作将更加广泛。人类探索的空间对象将更加多元化,探测的距离将延伸向更遥远的空间;人类探索太阳系的探测方式将更加多样化,探测手段也将不断扩展。深空探测的内容将更为丰富,科学牵引作用将不断增强;太阳系与宇宙的探索将永无止境,人类的足迹终将探测整个太阳系,奔向更遥远的宇宙空间。浩瀚的宇宙蕴藏着人类永远探索不尽的未知奥秘,在未来的道路上,随着航天事业和科学技术的不断进步与发展,人类将更加着眼于地球长远的生存环境,充分开发利用地外资源与能源,建立月球与火星基地,拓展人类生存与发展的空间。届时,人类的探索终将奔向更遥远神秘的太阳系空间和宇宙空间。

太阳系探测开拓、保障与丰富了人类的美好未来!中国应该飞得更远!应该为人类做出更大贡献!

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