美国NASA发布2019版金星探索路线图
2019年9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2020～2024年可以开展金星探测的4种平台类型，并针对近期（2020～2022年）、中期（2023～2032年）和远期（2033～2042年）3个阶段的任务机会分别给出建议（表1）。
表1 NASA金星探索路线图任务平台
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平台类型 |
实施周期 |
平台描述和主要科学目标 |
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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 |
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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 | |
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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 | |
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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 |
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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 | |
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中期 |
探空器在下降过程中利用空中平台进行数据中继 | |
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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 |
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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 | |
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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 | |
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空中平台 |
近期 |
昼/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） |
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中期 |
漂浮高度控制在海拔50～60千米，可探测云层内不同区域的成分和结构 | |
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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/