太陽系八大行星位置圖 金星 平均日距 108,200,000 km (0.72 AU) 直徑 12,103.6 km 質(zhì)量 4.869e24 kg 密度 5.24 gm/cm 重力 0.903 G 公轉(zhuǎn) 224.7 地球天 自轉(zhuǎn) 243 地球天 金星(英語、拉丁語:Venus,天文符號(hào):♀),在太陽系的八大行星中,是從太陽向外的第二顆行星,也是太陽系中第六大行星和距離地球最近的兩個(gè)行星(左鄰金星,右舍火星)之一。金星在距離太陽1億零750萬公里的平均距離處,沿近圓軌道繞日公轉(zhuǎn)。軌道公轉(zhuǎn)周期為224.7地球日,金星的自轉(zhuǎn)很特別,是太陽系內(nèi)唯一逆向自轉(zhuǎn)的大行星,自轉(zhuǎn)方向與其它行星相反,是自東向西。因此,在金星上看,太陽是西升東落。金星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)很接近正圓的橢圓形,且與黃道面接近重合,其公轉(zhuǎn)速度約為每秒35公里,公轉(zhuǎn)周期約為224.70天。但其自轉(zhuǎn)周期卻為243日,也就是說,金星的“一天”比“一年”還長(zhǎng)。它沒有天然的衛(wèi)星。 金星逆向自轉(zhuǎn)現(xiàn)象有可能是很久以前金星與其它小行星相撞而造成的,但是現(xiàn)在還無法證明。除了這種不尋常的逆行自轉(zhuǎn)以外,金星還有一點(diǎn)不尋常。金星的自轉(zhuǎn)周期和和軌道是同步的,這么一來,當(dāng)兩顆行星距離最近時(shí),金星總是以同一個(gè)面來面對(duì)地球(每5.001個(gè)金星日發(fā)生一次)。這可能是潮汐鎖定(tidal locking)作用的結(jié)果--當(dāng)兩顆行星靠得足夠近時(shí),潮汐力就會(huì)影響金星自轉(zhuǎn)。當(dāng)然,也有可能僅僅是一種巧合。 它的名稱源自羅馬神話的愛與美的女神,維納斯,因此金星也稱做維納斯(Venus)。在中國(guó)古代稱為太白,另外早晨出現(xiàn)在東方稱啟明,晚上出現(xiàn)在西方稱長(zhǎng)庚。古希臘人稱為阿佛洛狄忒,是希臘神話中愛與美的女神。金星的天文符號(hào)用維納斯的梳妝鏡來表示。 它在夜空中的亮度僅次于月球,是第二亮的天然天體,視星等可以達(dá)到 -4.7等,足以照射出影子。由于金星是在地球內(nèi)側(cè)的內(nèi)行星,它永遠(yuǎn)不會(huì)遠(yuǎn)離太陽運(yùn)行:它的離日度最大值為47.8°。 金星和水星一樣,是太陽系中僅有的兩個(gè)沒有天然衛(wèi)星的大行星。因此金星上的夜空中沒有“月亮”,最亮的“星星”是地球。由于離太陽比較近,所以在金星上看太陽,太陽的大小比地球上看到的大1.5倍。 金星照片 金星是一顆類地行星,太陽系的四顆類地行星之一,因?yàn)樗拇笮?、質(zhì)量、體積與到太陽的距離,均與地球相似,所以經(jīng)常被稱為地球的孿生姊妹或攣生兄弟星。確實(shí),從結(jié)構(gòu)上看,金星和地球有不少相似之處。金星的半徑約為6073公里,只比地球半徑小300公里,體積是地球的0.88倍,質(zhì)量為地球的4/5;平均密度略小于地球。但兩者的環(huán)境卻有天壤之別:金星的表面溫度很高,不存在液態(tài)水,加上極高的大氣壓力和嚴(yán)重缺氧等殘酷的自然條件,金星不可能有任何生命存在。因此,金星和地球只是一對(duì)“貌合神離”的姐妹。它在其它方面則明顯的與地球不同。它有著四顆類地行星中最濃厚的大氣層,其中96.5%是二氧化碳,其余的3.5%是氮?dú)狻?/span> 金星毗鄰地球,兩者最近時(shí)為4100萬千米,其直徑比地球小約4%,質(zhì)量輕20%,密度低10%。理論上金星有一個(gè)半徑約3100千米的鐵鎳核,中間為幔,外面為殼。由于它在大小、密度、質(zhì)量、外表各方面很像地球,所以它有地球的“孿生姊妹”之美稱。 金星(左)與地球(右)對(duì)比圖 【星體數(shù)據(jù)】 公轉(zhuǎn)周期: 224.701天 平均軌道速度: 35.03 千米/每秒 軌道偏心率: 0.007 軌道傾角: 3.4 度 赤道直徑: 12,103.6千米 質(zhì)量(地球質(zhì)量=1): 0.8150 密度: 5.24 克/立方厘米 自轉(zhuǎn)周期: 243.01 日 衛(wèi)星數(shù)量: 0 公轉(zhuǎn)半徑: 108,208,930 km(0.72 天文單位) 表面面積: 4.6億 平方千米 表面引力: 8.78 m/s2 自傳時(shí)間 : -243.02天 逃逸速度 : 10.4 千米/秒 表面溫度 最低 平均 最高 737K 750K 773K 直到行星科學(xué)在20世紀(jì)揭示了它的某些秘密之前,金星表面一直是人們猜測(cè)的話題。它最后的影像來自麥哲倫號(hào)在1990-91年間的探測(cè),顯示表面有大量且廣泛的火山活動(dòng),大氣層中的硫顯示最近可能還有過噴發(fā)。 【大氣環(huán)境】 金星的天空是橙黃色的。金星上也有雷電,曾經(jīng)記錄到的最大一次閃電持續(xù)了15分鐘。 金星有著密度極高的大氣層,其中的大氣主要由二氧化碳組成,并含有少量的氮?dú)狻=鹦堑拇髿鈮簭?qiáng)非常大,為地球的90倍,相當(dāng)于地球海洋中1千米深度時(shí)的壓強(qiáng)。大氣層的質(zhì)量是地球大氣層的93倍,在表面的密度是65千克/米3,是水的6.5%。富含CO2的大氣層,大量二氧化碳的存在使得溫室效應(yīng)在金星上大規(guī)模地進(jìn)行著。如果沒有這樣的溫室效應(yīng),溫度會(huì)比現(xiàn)在下降400°C。在近赤道的低地,金星的表面極限溫度可高達(dá)500°C。是太陽系最熱的行星,比最靠近太陽的水星還要熱。金星沒有將碳吸收進(jìn)入巖石的碳循環(huán),似乎也沒有任何有機(jī)生物來吸收生物量的碳。金星被一層高反射、不透明的硫酸云覆蓋著,阻擋了來自太空中,可能抵達(dá)表面的可見光。這使得金星的表面溫度甚至高于水星,雖然它離太陽的距離要比水星大的兩倍,并且得到的陽光只有水星的四分之一(高空的光照強(qiáng)度為2613.9 W/m2,表面為1071.1 W/m2)。金星的表面經(jīng)常被描述如同地獄般的場(chǎng)所。這溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)現(xiàn)滅菌所需要的溫度。盡管金星的自轉(zhuǎn)很慢(金星的“一天”比金星的“一年”還要長(zhǎng),赤道地帶的旋轉(zhuǎn)速度只有每小時(shí)6.5千米),但是由于熱慣性和濃密大氣的對(duì)流,晝夜溫差并不大。大氣上層的風(fēng)只要4天就能繞金星一周來均勻的傳遞熱量。 研究表明數(shù)十億年前的金星大氣層很像現(xiàn)在的地球大氣層,并且表面上可能有許多的液態(tài)水,它在過去可能擁有海洋,并且跟外觀與地球極為相似,但是經(jīng)過六億年至數(shù)十億年后,受到失控的溫室效應(yīng)影響,造成原來的水都被蒸發(fā)掉,并使得在大氣層中的溫室氣體超過臨界的水準(zhǔn)。雖然,在這個(gè)事件發(fā)生之后,星球的表面條件已不再適合任何像地球生物的生命存在,但在金星云層的中層和低層是可能有生命存在的。 熱慣量和經(jīng)由較低層大氣風(fēng)傳導(dǎo)的熱,意味著盡管這顆行星自轉(zhuǎn)得很慢,但表面的溫度變化無論是白天或黑夜都不顯著。在表面的風(fēng)是緩慢的,每小時(shí)只移動(dòng)數(shù)千米,但由于表面的大氣密度高,它們施加巨大的壓力對(duì)抗障礙物和輸送表面的塵埃和小石塊。即使熱、壓力和缺乏氧氣都不是問題,這依然會(huì)使人很難單獨(dú)在表面行走移動(dòng)。 在濃厚的CO2大氣層之上的是包含二氧化硫和硫酸水滴的濃厚云層。這些云反射和散射90%照射在其上的陽光回到太空中,并阻止了以可見光對(duì)金星表面的觀測(cè)。永久覆蓋的云層意味著星盡管比地球靠近太陽,但表面不如地球明亮。在云層頂端的風(fēng)速高達(dá)85 m/s(300 km/h),每4至5天就可以繞行金星一圈。金星的風(fēng)速是自轉(zhuǎn)速度的60倍,地球上的最高風(fēng)速只是地球自轉(zhuǎn)速度的10-20% 。 金星濃厚的云層把大部分的陽光都反射回了太空,所以金星表面接受到的太陽光比較少,大部分的陽光都不能直接到達(dá)金星表面。金星熱輻射的反射率大約是60%,可見光的反射率就更大。所以說,雖然金星比地球離太陽的距離要近,它表面所得到的光照卻比地球少。如果沒有溫室效應(yīng)的作用,金星表面的溫度就會(huì)和地球很接近。人們常常會(huì)想當(dāng)然的認(rèn)為金星的濃密云層能夠吸收更多的熱量,事實(shí)證明這是非?;闹嚨摹Ec此正相反,如果沒有這些云層,溫度會(huì)更高。大氣中二氧化碳的大量存在所造成的溫室效應(yīng)才是吸收更多熱量的真正原因。 金星表面實(shí)際上是等溫的,不僅是白天和黑夜之間,包括赤道和南北兩極,都保持一個(gè)恒定的溫度。這顆行星自轉(zhuǎn)軸的傾斜很小 -少于3°,相較于地球的23°- 也減少了季節(jié)性的溫度變化??梢圆煊X到的溫度變化只發(fā)在海拔高度的改變,因此金星的最高點(diǎn),馬克士威山是溫度最低的地點(diǎn),溫度’大約是655 K(380 °C)和大約4.5 MPa(45 bar)的大氣壓力。在1995年,麥哲倫號(hào)在金星最高峰的頂部拍攝到和地面上的雪相似的高反光物質(zhì)。盡管在溫度較高的地區(qū),這種過程可以說是類似下雪的現(xiàn)象。較容易揮發(fā)的物質(zhì)在表面上聚集,以氣體的形態(tài)上升到較高處,因?yàn)楦吆2惶幍臍鉁叵陆刀淠?,于是在那兒如同下雪般跌落回較低的表面。還不知道這種物質(zhì)的成分,但是投機(jī)者的猜測(cè)已經(jīng)從元素的碲到鉛硫化物(方鉛礦)都有。 金星的云層也像地球上的云一樣,可以產(chǎn)生閃電。從前蘇聯(lián)的金星探測(cè)器首度檢測(cè)出疑似閃電的色譜開始,金星是否有閃電的爭(zhēng)議就一直存在。在2006–2007年,金星快車清楚的探測(cè)到 口哨模式波 -閃電的電子簽名模式。它們間歇性的外觀指示初與天氣活動(dòng)的關(guān)聯(lián)性。閃電的比率至少有地球的一半。在2007年,金星快車還探測(cè)到南極存在著巨大的雙大氣渦旋。 在2011年,金星快車又在金星的大氣層高處發(fā)現(xiàn)存在著臭氧層。 在2013年1月29日,歐洲空間局的科學(xué)家報(bào)告在金星這顆行星的電離層有著類似于彗星離子尾條件的離子尾流。 在1979年,先鋒金星軌道器以紫外線波段揭露了金星大氣層的結(jié)構(gòu)
2004年金星凌日在云層頂端金星有著每小時(shí)350千米的大風(fēng),而在表面卻是風(fēng)平浪靜,每小時(shí)不會(huì)超過數(shù)千米。然而,考慮到大氣的濃密程度,就算是非常緩慢的風(fēng)也會(huì)具有巨大的力量來克服前進(jìn)的阻力。金星的云層主要是有二氧化硫和硫酸組成,完全覆蓋整個(gè)金星表面。這讓地球上的觀測(cè)者難以透過這層屏障來觀測(cè)金星表面。這些云層頂端的溫度大約為-45°C。美國(guó)航空及太空總署給出的數(shù)據(jù)表明,金星表面的溫度是464°C。云層頂端的溫度是金星上最低的,而表面溫度卻從不低于400°C。 金星表面的溫度最高達(dá)447℃,是因?yàn)榻鹦巧蠌?qiáng)烈的溫室效應(yīng),溫室效應(yīng)是指透射陽光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應(yīng)。金星上的溫室效應(yīng)強(qiáng)得令人瞠目結(jié)舌,原因在于金星的大氣密度是地球大氣的100倍,且大氣97%以上是“保溫氣體”——二氧化碳;同時(shí),金星大氣中還有一層厚達(dá)20~30千米的由濃硫酸組成的濃云。二氧化碳和濃云只許太陽光通過,卻不讓熱量透過云層散發(fā)到宇宙空間。被封閉起來的太陽輻射使金星表面變得越來越熱。溫室效應(yīng)使金星表面溫度高達(dá)465至485℃,且基本上沒有地區(qū)、季節(jié)、晝夜的差別。它還造成金星上的氣壓很高,約為地球的90倍。濃厚的金星云層使金星上的白晝朦朧不清,這里沒有我們熟悉的藍(lán)天、白云,天空是橙黃色的。 云層頂端有強(qiáng)風(fēng),大約每小時(shí)350千米,但表面風(fēng)速卻很慢,每小時(shí)幾千米不到。十分有趣的是,金星上空會(huì)像地球上空一樣,出現(xiàn)閃電和雷暴。 云層頂端有強(qiáng)風(fēng),大約每小時(shí)350千米,但表面風(fēng)速卻很慢,每小時(shí)幾千米不到。金星的大氣層主要為二氧化碳,占約96%,以及氮3%。在高度 50至 70 公里的上空,懸浮著濃密的厚云,把大氣分割為上下兩層。云為濃硫酸液滴組成,其中還摻雜著硫粒子,所以呈現(xiàn)黃色。在氣候良好的地球上,應(yīng)該很難想像在太陽系中竟然有這樣瘋狂的世界. 金星接近地表的大氣時(shí)速較為緩慢,只有每小時(shí)數(shù)公里,但上層的時(shí)速卻可達(dá)每秒數(shù)百公里,金星自轉(zhuǎn)的速度如此的緩慢,243個(gè)地球日才轉(zhuǎn)一圈,但卻有如此快速轉(zhuǎn)動(dòng)的上層大氣,至今仍是個(gè)令人不解的謎團(tuán)。 在照片中我們可以觀察到金星表面的云層呈現(xiàn)倒V型的形狀,這種云系統(tǒng)稱為帶狀風(fēng)系統(tǒng) 。這種帶狀風(fēng)的其實(shí)是太陽照射所造成的對(duì)流。 【地形地貌】 在金星表面的大平原上有兩個(gè)主要的大陸狀高地。北邊的高地叫伊師塔地,擁有金星最高的麥克斯韋山脈(大約比喜馬拉雅山高出兩千米),它是根據(jù)詹姆斯·克拉克·麥克斯韋命名的。麥克斯韋山脈包圍了拉克西米高原。伊師塔地大約有澳大利亞那么大。南半球有更大的阿芙羅狄蒂地,面積與南美洲相當(dāng)。這些高地之間有許多廣闊的低地,包括有愛塔蘭塔平原低地、格納維爾平原低地以及拉衛(wèi)尼亞平原低地。除了麥克斯韋山脈外,所有的金星地貌均以現(xiàn)實(shí)中的或者神話中的女性命名。由于金星濃厚的大氣讓流星等天體在到達(dá)金星表面之前減速,所以金星上的隕石坑都不超過3.2千米。 大約90%的金星表面是由不久之前才固化的玄武巖熔巖形成,當(dāng)然也有極少量的隕石坑。這表明金星近來正在經(jīng)歷表面的重新構(gòu)筑。金星的內(nèi)部可能與地球是相似的:半徑約3000千米的地核和由熔巖構(gòu)成的地幔組成了金星的絕大部分。來自麥哲倫號(hào)的最近的數(shù)據(jù)表明金星的地殼比起原來所認(rèn)為的更厚也更堅(jiān)固??梢該?jù)此推測(cè)金星沒有像地球那樣的可移動(dòng)的板塊構(gòu)造,但是卻有大量的有規(guī)律的火山噴發(fā)遍布金星表面。金星上最古老的特征僅有8億年歷史,大多數(shù)地區(qū)都相當(dāng)年輕(但也有數(shù)億年的時(shí)間)。最近的發(fā)現(xiàn)表明,金星的火山在隔離的地質(zhì)熱點(diǎn)依舊活躍。 金星本身的磁場(chǎng)與太陽系的其它行星相比是非常弱的。這可能是因?yàn)榻鹦堑淖赞D(zhuǎn)不夠快,其地核的液態(tài)鐵因切割磁感線而產(chǎn)生的磁場(chǎng)較弱造成的。這樣一來,太陽風(fēng)就可以毫無緩沖地撞擊金星上層大氣。最早的時(shí)候,人們認(rèn)為金星和地球的水在量上相當(dāng),然而,太陽風(fēng)的攻擊已經(jīng)讓金星上層大氣的水蒸氣分解為氫和氧。氫原子因?yàn)橘|(zhì)量小逃逸到了太空。金星上氘(氫的一種同位素,質(zhì)量較大,逃逸得較慢)的比例似乎支持這種理論。而氧元素則與地殼中的物質(zhì)化合,因而在大氣中沒有氧氣。金星表面十分干旱,所以金星上的巖石要比地球上的更堅(jiān)硬,從而形成了更陡峭的山脈、懸崖峭壁和其它地貌。 另外,根據(jù)探測(cè)器的探測(cè),發(fā)現(xiàn)金星的巖漿里含有水。金星可能與地球一樣有過大量的水,但都被蒸發(fā),消散殆盡,使如今變得非常干燥。地球如果再比太陽近一些的話也會(huì)有相同的運(yùn)氣。我們會(huì)知道為什么基礎(chǔ)條件如此相似但卻有如此不同的現(xiàn)象的原因的。 大部分金星表面由略微有些起伏的平原構(gòu)成,也有幾個(gè)寬闊的洼地:Atalanta Planitia,Guinevere Planitia,Lavinia Planitia;還有兩個(gè)大高地:在北半球的與澳大利亞一般大的Ishtar Terra和在沿赤道的與南美洲一般大的Aphrodite Terra。Ishtar內(nèi)主要由Lakshmi Planum高原組成,由金星上最高的山脈所包圍,包括巨型山Maxwell Montes。 來自Magellan飛行器映像雷達(dá)的數(shù)據(jù)表明大部分金星表面由熔巖流覆蓋。有幾座大屏蔽火山,如Sif Mons,類似于夏威夷和火星的Olympus Mons(奧林匹斯山脈)。最近發(fā)布的發(fā)現(xiàn)資料顯示金星的火山活動(dòng)仍很活躍,不過集中在幾個(gè)熱點(diǎn);大部分地區(qū)已形成地形,比過去的數(shù)億年要安靜得多了。 金星上沒有小的環(huán)形山,看起來小行星在進(jìn)入金星的稠密大氣層時(shí)沒被燒光了。金星上的環(huán)形山都是一串串的,看來是由于大的小行星在到達(dá)金星表面前,通常會(huì)在大氣中碎裂開來。 金星上最古老的地帶看來形成于8億年前。那時(shí)廣泛存在的山火擦洗了早期的表面,包括幾個(gè)金星早期歷史時(shí)形成的大的環(huán)形山口。 金星沒有磁場(chǎng)區(qū),也許是由于較慢的自轉(zhuǎn)速度引起的。 由于缺乏熔巖流的伴隨,隨處可見的破火山口仍然是個(gè)謎。這顆行星只有少數(shù)的撞擊坑,顯示這顆行星表面是相對(duì)的年輕,大約只有3-6億年的歷史。除了撞擊坑、山脈、山谷等在巖石行星常見的地形,金星表面有一些獨(dú)特的特征。平頂?shù)幕鹕降匦畏Q為Farra,看起來像薄煎餅,大小的范圍從20至50千米,高度從100至1000米;輻射狀、星形的地形系統(tǒng),稱為novae;有著類似蜘蛛網(wǎng)的輻射狀和同心斷裂外觀的,稱為蛛網(wǎng)膜地形(arachnoid);coronae是有著同心圓環(huán)的凹地;這些都是火山地形。金星的地勢(shì)比較平坦。金星上70%是起伏不大的平原,20%是低洼地,還有10%左右的高地。最高的山峰達(dá)10,590米,比珠穆朗瑪峰還高。一條從南向北穿過赤道的長(zhǎng)達(dá)1200千米的大峽谷,是八大行星中最大的峽谷。 金星表面的80%被光滑的火山平原覆蓋著,70%的平原有著皺褶脊和10%是平滑或有著碎裂的平原。兩個(gè)高原構(gòu)成其余30%的表面地區(qū),一個(gè)在行星的北半球,另一個(gè)正好在赤道的南邊。北方大陸的大小和澳洲差不多,依據(jù)巴比倫的愛神,伊師塔(Ishtar)命名為伊師塔地。金星上最高的山峰在伊斯塔地,稱為馬克士威山,它的標(biāo)高是金星平均表面之上11千米。在南半球的大陸是這兩個(gè)高原中較大的一個(gè),依據(jù)希臘的愛神命名,稱為阿佛洛狄忒陸,大小與非洲大陸相當(dāng)。這個(gè)地區(qū)的部分份被斷裂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和斷層覆蓋著。 金星表面的地形幾乎全都以歷史上和神話中的女性命名。少數(shù)的例外的是以詹姆斯·克拉克·馬克士威的名字命名馬克士威山,和阿爾法區(qū)、貝塔區(qū)和奧瓦達(dá)區(qū)這三個(gè)高原地區(qū)。前述三個(gè)地區(qū)是在國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)的行星命名監(jiān)督機(jī)構(gòu),通過現(xiàn)行的命名制度之前命名的。 金星上天然的地形以相對(duì)于其本初子午線的經(jīng)度來表示。原本選擇的子午線是通過阿爾法區(qū)南部,在雷達(dá)下呈現(xiàn)亮點(diǎn)的橢圓形Eve的中心。在金星任務(wù)完成后,重新定義的本初子午線為通過阿喇阿德涅火山口中央峰的經(jīng)線。 金星上沒有小的環(huán)形山,由于金星表面有稠密的大氣,小隕星在進(jìn)入金星的大氣層時(shí)就被燒光了。金星上的環(huán)形山通常都是成群的,大概是由于較大的小行星在到達(dá)金星表面前,在大氣中碎裂所至。 火山及火山活動(dòng)金星表面為數(shù)很多。至少85%的金星表面覆蓋著火山巖。除了幾百個(gè)大型火山外,在金星表面還零星分布著100,000多座小型火山。從火山中噴出的熔巖流產(chǎn)生了了長(zhǎng)長(zhǎng)的溝渠,范圍大至幾百公里,其中最長(zhǎng)的一條超過7000公里。 金星上的火山分布 金星上可謂火山密布,是太陽系中擁有火山數(shù)量最多的行星。業(yè)已發(fā)現(xiàn)的大型火山和火山特征有1600多處。此外,還有無數(shù)的小火山,沒有人計(jì)算過它們的數(shù)量,估計(jì)總數(shù)超過10萬,甚至100萬。 金星火山造型各異。除了較普遍的盾狀火山,這里還有很多復(fù)雜的火山特征,和特殊的火山構(gòu)造。目前為止,科學(xué)家在此尚未發(fā)現(xiàn)活火山,但是由于研究數(shù)據(jù)有限,因此,盡管大部分金星火山早已熄滅,仍不排除小部分依然活躍的可能性。 金星與地球有許多共同處。它們大小、體積接近。金星也是太陽系中離地球最近的行星,也被云層和厚厚的大氣層所包圍。同地球一樣,金星的地表年齡也非常年輕,約5億年左右。 不過這些基本的類似中,也存在很多不同點(diǎn)。金星的大氣成分多為二氧化碳,因此它的地表具有強(qiáng)烈的溫室效應(yīng),其表面的溫度可高達(dá)??壓的90倍。這差不多相當(dāng)于地球海面下一公里處的水壓。 金星地表沒有水,空氣中也沒有水份存在,其云層的主要成分是硫酸,而且較地球云層的高度高得多。由于大氣高壓,金星上的風(fēng)速也相應(yīng)緩慢。這就是說,金星地表既不會(huì)受到風(fēng)的影響也沒有雨水的沖刷。因此,金星的火山特征能夠清晰地保持很長(zhǎng)一段時(shí)間。 金星沒有板塊構(gòu)造,沒有線性的火山鏈,沒有明顯的板塊消亡地帶。盡管金星上峽谷縱橫,但沒有那一條看起來類似地球的海溝。 跡象表明,金星火山的噴發(fā)形式也較為單一。凝固的熔巖層顯示,大部分金星火山噴發(fā)時(shí),只是流出的熔巖流。沒有劇烈爆發(fā)、噴射火山灰的跡象,甚至熔巖也不似地球熔巖那般泥濘粘質(zhì)。這種現(xiàn)象不難理解。由于大氣高壓,爆炸性的火山噴發(fā),熔巖中需要有巨大量的氣體成分。在地球上,促使熔巖劇烈噴發(fā)的主要?dú)怏w是水氣,而金星上缺乏水分子。另外,地球上絕大部分粘質(zhì)熔巖流和火山灰噴發(fā)都發(fā)生在板塊消亡地帶。因此,缺乏板塊消亡帶,也大大減少了金星火山猛烈爆發(fā)的幾率。金星上的大型盾狀火山 金星有150多處大型盾狀火山。這些盾狀直徑多在100公里至600公里之間,高度約有0.3~5公里。其中最大的一座,直徑700公里,高度5.5公里。比起地球上的盾狀火山,金星火山顯得更加平坦。事實(shí)上,最大的金星盾狀火山,其基底直徑已經(jīng)接近火星上的Olympus火山,但是由于高度不足,體積比起Olympus要小得多。 火星盾狀火山與地球上的盾狀火山有相似之處。它們大都被長(zhǎng)長(zhǎng)的呈放射狀的熔巖流所覆蓋,坡度平緩。大部分火山中心有噴射孔。因此,科學(xué)家猜測(cè)這些盾狀是由玄武巖構(gòu)成的,類似夏威夷的火山。 金星上的盾狀火山分布零散,并不象地球上的火山鏈。這說明金星沒有活躍的板塊構(gòu)造。 金星上的小型盾狀火山: 金星約有10萬個(gè)直徑小于20公里的小型盾狀火山。這些火山通常成串分布,被稱為盾狀地帶。已被科學(xué)家在地圖上標(biāo)出的盾狀地帶,超過550個(gè),多數(shù)直徑在100~200公里之間。盾狀地帶分布廣泛,主要出現(xiàn)在低洼平原或低地的丘陵處??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),許多盾狀地帶已經(jīng)被更新的熔巖平原覆蓋,因此他們推測(cè),盾狀地帶的年齡非常古老,可能形成于火山活動(dòng)初期。 【地質(zhì)結(jié)構(gòu)】 關(guān)于金星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)﹐還沒有直接的資料﹐從理論推算得出﹐金星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地球相似﹐有一個(gè)半徑約3﹐100公里的鐵-鎳核﹐中間一層是主要由硅﹑氧﹑鐵﹑鎂等的化合物組成的“幔”﹐而外面一層是主要由硅化合物組成的很薄的“殼”。 科學(xué)家推測(cè)金星的內(nèi)部構(gòu)造可能和地球相似,依地球的構(gòu)造推測(cè),金星地函主要成分以橄欖石及輝石為主的矽酸鹽,以及一層矽酸鹽為主的地殼,中心則是由鐵鎳合金所組成的核心。金星的平均密度為5.24g/cc,次于地球與水星 ,為九大行星中第三密的。 一個(gè)直徑3000千米的鐵質(zhì)內(nèi)核,熔化的石頭為地幔填充大部分的星球。從Magellan飛行器最近返回的重力數(shù)據(jù)表明金星的外殼比早先假定的硬得多,厚得多。就像地球,在地幔中的對(duì)流使得對(duì)表面產(chǎn)生了壓力,但它由相對(duì)較小的許多區(qū)域減輕負(fù)荷,使得它不會(huì)像在地球,地殼在板塊分界處被。 大部分的金星表面似乎都是火山活動(dòng)形成的,金星的火山數(shù)量是地球的好幾倍,它擁有167座直徑超過100千米的大型火山。地球上,只有夏威夷大島的復(fù)雜火山的大小可以和金星比較。這不是因?yàn)榻鹦堑幕鹕奖鹊厍蚧钴S,而是因?yàn)樗牡貧け鹊厍蚬爬稀?font style="font-size: 16px;">已發(fā)現(xiàn)的大型火山和火山特征有1600多處。此外還有無數(shù)的小火山,沒有人計(jì)算過它們的數(shù)量,估計(jì)總數(shù)超過10萬,甚至100萬。地球的海洋地殼在板塊的邊界不斷的俯沖而下,使得平均年齡小于一億年,而金星表面的年齡估計(jì)在3至6億年間。 金星是太陽系中擁有火山數(shù)量最多的行星 幾條線索指出金星上的火山仍在活動(dòng)中。前蘇聯(lián)的金星計(jì)劃,金星11號(hào)和金星12號(hào)探測(cè)器偵測(cè)到絡(luò)繹不絕的閃電,金星12號(hào)降落之后不久,就記錄到強(qiáng)大的雷聲。歐洲空間局的金星快車記錄到高層大氣中豐富的閃電。 雖然地球上的雷暴伴隨著降雨,但是金星表面不會(huì)下雨(盡管在大氣層的上層會(huì)落下硫酸雨,但在25千米的高處就會(huì)蒸發(fā))。產(chǎn)生閃電的一種可能是來自火山灰的噴發(fā)。另一種證據(jù)來自大氣層中的二氧化硫濃度,在1978年至1986年間的測(cè)量,其濃度下降了10倍。這意味著,早些時(shí)有大型的火山爆發(fā)在進(jìn)行。 金星上有近千個(gè)撞擊坑均勻的分布在其表面。在其它天體上的撞擊坑,例如地球和月球,撞擊坑展現(xiàn)出一系列衰退的狀況。在月球,衰退是由于后續(xù)的撞擊;在地球,是因?yàn)轱L(fēng)和雨水的侵蝕。在金星,85%的撞擊坑保持著原始的狀態(tài)。撞擊坑的數(shù)量,以及其保存在完好的狀態(tài)下,顯示這顆行星大約在3億年前經(jīng)歷了一次全球性的事件,隨后火山活動(dòng)的即開始衰減。地球的地殼是不斷的運(yùn)動(dòng),而金星被認(rèn)為無法維持這一過程。沒有板塊構(gòu)造從地幔散熱,金星反而經(jīng)歷一個(gè)使地幔溫度升高的循環(huán),直到它們達(dá)到臨界的水準(zhǔn),削弱了地殼。然后,大約在一億年的期間,發(fā)生大規(guī)模的地殼俯沖,使地殼完全重生。在 2014年3月第一個(gè)火山活動(dòng)持續(xù)的直接證據(jù),出現(xiàn)在格尼奇峽谷的盾狀火山馬特山的帶狀裂口,發(fā)現(xiàn)了4個(gè)紅外線的閃光。這些閃光的溫度范圍從40℃到320℃以上的環(huán)境,相信是氣體或熔巖從火山口釋出的噴發(fā)現(xiàn)象。 金星表面兩個(gè)巨型火山
星星凹面的坑穴大小從3千米至280千米。由于濃稠的大氣影響到進(jìn)入的天體,所以沒有小于3千米的坑穴。受到大氣層的減速,動(dòng)能低于某一臨界值的天體,將無法碰撞出撞擊坑。進(jìn)入的天體直徑若小于50米,將在墜落到表面之前就在大氣層中燒毀 。 垂直方向被放大了22.5倍的馬特山。
內(nèi)部結(jié)構(gòu) 沒有地震或轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的資料,只有少許的直接資料可用于了解金星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和地質(zhì)化學(xué)。與地球相似的大小和密度,顯示它和地球有著相似的共同內(nèi)部構(gòu)造:核、地幔和地殼。像地球一樣,金星的核心至有一部分是液體,因?yàn)檫@兩顆行星冷卻的速率是相同的。體積略小的金星顯示出內(nèi)部深處的壓力會(huì)比地球的略小一些。這兩顆行星之間主要的區(qū)別在于金星缺乏板塊存在的證據(jù),可能是因?yàn)樗耐鈿ぬ珗?jiān)硬,隱沒帶缺乏水而使它沒有黏度。這樣的結(jié)果使行星的熱難以散逸,阻止了它的冷卻,并提供其內(nèi)部缺乏生成磁場(chǎng)機(jī)制的可能解釋。相反的,金星可能以周期性的重鋪地殼來散逸它內(nèi)部的熱。 磁場(chǎng)和核心 在1967年,金星4號(hào)發(fā)現(xiàn)金星有磁場(chǎng),但是比地球的微弱,基本沒有磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)是由電離層和太陽風(fēng)相互作用誘導(dǎo),而不是像地球這樣,由行星內(nèi)部的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。金星微弱的磁場(chǎng)對(duì)大氣層提供的保護(hù)不足以抵抗宇宙射線的輻射,因而可以忽略其功能;而這種輻射可能導(dǎo)致云層的放電。 金星的大小類似地球,在核心應(yīng)該有類似的發(fā)電機(jī)機(jī)制,因此缺乏內(nèi)在的磁場(chǎng)令人驚訝。一架發(fā)電機(jī)需要三樣?xùn)|西:導(dǎo)電的液體、旋轉(zhuǎn)和對(duì)流。在地球,因?yàn)橐后w層的底部比頂端熱許多,對(duì)流出現(xiàn)在核心外層的液體。在金星,整顆星球的表面重新鋪設(shè)的事件,導(dǎo)致通過地殼的熱通量減少,并可能使得板塊活動(dòng)因而結(jié)束。這會(huì)導(dǎo)致地幔的溫度增加,從而減少核心向外的熱通量,來自核心的熱被用于加熱地殼。 對(duì)于金星缺乏磁場(chǎng),目前主要幾種說法如下: 理論一:核心被認(rèn)為是導(dǎo)電的,雖然它的旋轉(zhuǎn)很慢,但模擬的結(jié)果認(rèn)為它還是足夠成為發(fā)電機(jī)。這意味著金星的核心缺少對(duì)流,所以不能成為發(fā)電機(jī)。 理論二:金星沒有固體的內(nèi)核,或它的核心已經(jīng)冷卻,整個(gè)核心的液體部分有著幾乎相同的溫度。 理論三:核心已經(jīng)完全固化。核心的狀態(tài)與目前尚未知的硫濃度有著密切的關(guān)連性。 理論四:與理論一相反,2006年金星快車探勘金星后,認(rèn)為轉(zhuǎn)速過慢不足以產(chǎn)生磁場(chǎng),可能遭遇過類似“大碰撞”的撞擊所導(dǎo)致。
太陽風(fēng)經(jīng)過確實(shí)磁場(chǎng)保護(hù)的金星模擬 環(huán)繞金星的微弱磁圈意味著是太陽風(fēng)和金星大氣層直接交互作用的結(jié)果。此處,氫和氧的離子是中性的分子被紫外線輻射解離所創(chuàng)造的。然后,太陽風(fēng)提供這些離子足夠逃離金星引力場(chǎng)的速度和能量。這種侵蝕的過程使大氣層內(nèi)的低質(zhì)量的氫、氦和氧離子不斷流失,而質(zhì)量較大的分子,像二氧化碳則更有可能被保留。太陽風(fēng)對(duì)大氣的侵蝕,可能導(dǎo)致金星在形成后的前十億年間就丟失了大部分的水分。侵蝕使高質(zhì)量氘與低質(zhì)量氫的比率增加,在高層的大氣比低層的高出150倍。
軌道和自轉(zhuǎn) 金星以平均距離0.72 AU(108,000,000 km;67,000,000 mi)的軌道繞著太陽公轉(zhuǎn),完成一圈的時(shí)間大約是224.65地球日。雖然所有行星的軌道都是橢圓的,但是金星的軌道最接近圓形,離心率小于0.01。金星它位于地球和太陽的連線之間時(shí),稱為下合(內(nèi)合)。這時(shí)它比任何其他行星更最靠近地球,距離大約是4,100萬千米。它與地球的會(huì)合周期平均是584天。歸功于地球的軌道離心率衰減,這個(gè)最接近的距離將會(huì)以超過10,000年的周期改變。從1至5383年,有526次的距離會(huì)小于4,000萬千米;接下來的60,158年都會(huì)超過。 從地球的北極方向觀察,太陽系所有的行星都是以逆時(shí)針方向在軌道上運(yùn)行。大多數(shù)行星的自轉(zhuǎn)方向也是逆時(shí)針的,但是金星不僅是以243地球日順時(shí)針的(稱為退行自轉(zhuǎn))自轉(zhuǎn),還是所有行星中轉(zhuǎn)得最慢的。因?yàn)樗淖赞D(zhuǎn)是如此緩慢,所以它極度的接近球形。金星的恒星日恒星日比金星的一年長(zhǎng)(243相對(duì)于224.7地球日)。金星赤道的線速度為6.5 km/h(4.0 mph),而地球的則接近1,670 km/h(1,040 mph)。自從麥哲倫號(hào)太空船抵達(dá)金星之后,它的自轉(zhuǎn)周期已經(jīng)延長(zhǎng)了16 years。因?yàn)槭峭诵械淖赞D(zhuǎn),一個(gè)太陽日的長(zhǎng)度明顯的短于恒星日,僅為116.75地球日(使得金星的太陽日短于水星太陽日的176個(gè)地球日)。一個(gè)金星年的長(zhǎng)度是金星日(太陽日)的1.92倍。金星上的觀測(cè)者會(huì)看見太陽從西邊升起,然后從東邊落下;但實(shí)際上,由于不透明的云層,在金星表面是看不見太陽的。 金星可能從太陽星云中不同轉(zhuǎn)動(dòng)周期和轉(zhuǎn)軸傾角的區(qū)域誕生,由于混沌的自旋和其它行星對(duì)其濃厚大氣的攝動(dòng)和潮汐效應(yīng),經(jīng)過數(shù)十億年的影響才達(dá)到現(xiàn)在的狀況。金星的自轉(zhuǎn)周期可能代表其潮汐受到太陽引力的鎖定,由太陽熱在濃稠的金星大氣層中創(chuàng)造出金星大氣潮,使旋轉(zhuǎn)逐漸趨于緩慢。平均584天接近地球一次的會(huì)合周期,幾乎正好是金星5個(gè)太陽日的長(zhǎng)度,但是與地球的自旋軌道共振已經(jīng)不被采信了。 金星沒有天然的衛(wèi)星,雖然目前有小行星2002 VE68維持著準(zhǔn)衛(wèi)星軌道的關(guān)系。此外,它還曾有過其它的準(zhǔn)衛(wèi)星:兩顆暫時(shí)共軌的小行星,2001 CK32和2012 XE133。在17世紀(jì), 喬凡尼·卡西尼報(bào)告有一顆衛(wèi)星環(huán)繞著金星,還將之命名為Neith,并且在其后的200 years還有斷斷續(xù)續(xù)的觀測(cè)報(bào)告,但大多數(shù)被確認(rèn)只是鄰近的背景恒星。加州理工學(xué)院的Alex Alemi's和David Stevenson在2006年研究早期太陽系的模型顯示,在數(shù)十億年前的巨大撞擊事件中,至少曾為金星創(chuàng)造一顆衛(wèi)星。大約1,000萬年后,依據(jù)他們的研究,另一個(gè)撞擊事件反轉(zhuǎn)了金星的自轉(zhuǎn)方向,造成金星的衛(wèi)星逐漸螺旋向內(nèi),直到與金星撞擊而合并。如果稍后的撞擊創(chuàng)造出衛(wèi)星,也會(huì)被以相同的方式吸收掉。缺乏衛(wèi)星的另一種解釋是太陽強(qiáng)大的潮汐力,會(huì)使環(huán)繞內(nèi)側(cè)類地行星的大型衛(wèi)星軌道不穩(wěn)定。 觀測(cè)
金星永遠(yuǎn)比任何恒星明亮(除了太陽),當(dāng)它是最靠近太陽的眉型月時(shí),它的最大視星等亮度可以達(dá)到-4.9等,當(dāng)它在太陽的背后最黯淡時(shí),視星等依然有-3等。當(dāng)高度足夠時(shí),這顆行星的亮度足以在晴朗的夜空下照射出陰影,而且當(dāng)太陽在接近地平線的低空時(shí),也很容易看見它。由于它是一顆內(nèi)側(cè)行星,所以它與太陽的距角(離日度)永遠(yuǎn)小于47度。 金星在繞行太陽的軌道上每584天超越地球一次。當(dāng)它超越地球時(shí),它會(huì)從日落后可見的昏星(長(zhǎng)庚星)變成日出之前可見的晨星(啟明星)。雖然水星也是內(nèi)側(cè)的行星,但它的最大離日度只有28° ,所以通常很難在晨昏濛影中見到,而金星在它最亮?xí)r很難不被看見。它的離日度越大,表示在日落后或日出前的黑暗中可以看見的時(shí)間越長(zhǎng)。當(dāng)它是天空中最明亮的光點(diǎn)時(shí),通常會(huì)被誤報(bào)為不明飛行物(UFO)。美國(guó)總統(tǒng)吉米·卡特在1969年宣稱看見不明飛行物,事后分析被認(rèn)為極可能就是金星。許多人曾誤以為金星是更奇特的東西。 透過望遠(yuǎn)鏡觀察在軌道上的金星,它會(huì)顯示像月球的相位變化。當(dāng)它在太陽的另一側(cè)時(shí),這顆行星呈現(xiàn)小而圓滿的圖像。當(dāng)它在最大的離日度時(shí),會(huì)呈現(xiàn)半圓形的相位,并顯示較大的視直徑,而當(dāng)它在靠近地球與太陽的這一側(cè),也就是靠近地球且在夜空中最明亮?xí)r,會(huì)呈現(xiàn)細(xì)長(zhǎng)的眉月形。當(dāng)金星最大并且要呈現(xiàn)新月的相位時(shí),在望遠(yuǎn)鏡中可以看見光線被金星大氣層折射后在它周圍形成的光暈。金星的相位變化,曾經(jīng)被伽利略作為證明哥白尼日心說的有力證據(jù)。 金星的相位和它的視直徑變化。
【天體異象】 金星凌日 凌日:指地內(nèi)行星圓面經(jīng)過日面的現(xiàn)象。水星和金星距離太陽比地球距離太陽近,在繞日運(yùn)行過程中有時(shí)會(huì)處在太陽與地球之間。這時(shí),地球上的觀測(cè)者可看到一小黑圓點(diǎn)在日面緩慢移動(dòng),這就是凌日現(xiàn)象。
金星有凌日現(xiàn)象,它以兩次凌日為一組,兩次凌日間隔8年,但兩組之間的間隔卻長(zhǎng)達(dá)100多年,因此金星凌日是百年難遇的。金星凌日看起來就像太陽面龐上的一顆黑痣。英國(guó)天文學(xué)家哈雷(Edmond Halley)曾提出利用觀測(cè)凌日可得了出精確的日地距離。俄羅斯天文學(xué)家羅蒙諾索夫在1761年觀測(cè)金星凌日時(shí)發(fā)現(xiàn)了金星大氣。19世紀(jì),天文學(xué)家通過觀測(cè)金星凌日成功地得出日地準(zhǔn)確距離。 又由于水星、金星是位于地球繞日公轉(zhuǎn)軌道以內(nèi)的“地內(nèi)行星”。因此,當(dāng)金星運(yùn)行到太陽和地球之間時(shí),我們可以看到在太陽表面有一個(gè)小黑點(diǎn)慢慢穿過,這種天象稱之為“金星凌日”。天文學(xué)中,往往把相隔時(shí)間最短的兩次“金星凌日”現(xiàn)象分為一組。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)規(guī)律通常是8年、121.5年,8年、105.5年,以此循環(huán)。據(jù)天文學(xué)家測(cè)算,這一組金星凌日的時(shí)間為2004年6月8日和2012年6月6日。這主要是由于金星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)13圈后,正好與圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)8圈的地球再次互相靠近,并處于地球與太陽之間,這段時(shí)間相當(dāng)于地球上的8年。這是英國(guó)天文學(xué)家杰雷米亞·霍羅克斯在1639年首先發(fā)現(xiàn)的模式。 前一次的一對(duì)凌日發(fā)生在1874年12月和1882年12月;下一次的一對(duì)是在2117年12月和2125年12月。在歷史上,凌日的觀測(cè)是很重要的,因?yàn)檫@可以讓天文學(xué)家確定天文單位的大小,霍羅克斯在1639年即借此測(cè)量太陽系的大小。1768年,庫克船長(zhǎng)前往大溪地,于1769年在當(dāng)?shù)赜^測(cè)金星凌日之后,還航行到澳大利亞東岸。 公元17世紀(jì),著名的英國(guó)天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)提出,金星凌日時(shí),在地球上兩個(gè)不同地點(diǎn)同時(shí)測(cè)定金星穿越太陽表面所需的時(shí)間,由此算出太陽的視差,可以得出準(zhǔn)確的日地距離??上?,哈雷本人活了86歲,從未遇上過“金星凌日”。在哈雷提出他的觀測(cè)方法后,曾出現(xiàn)過4次金星凌日,每一次都受到科學(xué)家的極大重視。 他們不遠(yuǎn)千里,奔赴最佳觀測(cè)地點(diǎn),從而取得了一些重大發(fā)現(xiàn)。1761年5月26日金星凌日時(shí),俄羅斯天文學(xué)家羅蒙諾索夫,就一舉發(fā)現(xiàn)了金星大氣。19世紀(jì),天文學(xué)家通過金星凌日搜集到大量數(shù)據(jù),成功地測(cè)量出日地距離1.496億千米(稱為一個(gè)天文單位)。當(dāng)今的天文學(xué)家們,要比哈雷幸運(yùn)得多,可以用很多先進(jìn)的科學(xué)手段,去進(jìn)一步研究地球的近鄰金星了! 人們用10倍以上倍率的望遠(yuǎn)鏡即可清楚地看到金星的圓形輪廓,40-100倍率左右的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)效果最佳。雖然觀測(cè)這次“金星凌日”難度不算很大,但天文專家提醒,在觀看時(shí),千萬不能直接用肉眼、普通的望遠(yuǎn)鏡或是照相機(jī)觀測(cè),而要戴上合適的濾光鏡,同時(shí)觀測(cè)時(shí)間也不能過長(zhǎng),以免被強(qiáng)烈的陽光灼傷眼睛。 金星凌日觀測(cè)指導(dǎo) 此次金星凌日從北京時(shí)間6月8日13時(shí)13分左右開始,前后持續(xù)6小時(shí)左右。 這次金星凌日雖然說用肉眼也許也能看到,但效果總不會(huì)太好。如果您有望遠(yuǎn)鏡——無論是小型觀景望遠(yuǎn)鏡還是天文望遠(yuǎn)鏡——都可以獲得更好的效果。10倍以上的倍率即可清楚地看到金星的圓形輪廓,40-100倍左右觀測(cè)最佳。天氣好的話,還可以看到由于金星濃厚的大氣折射成的光圈,景象猶為壯觀。如果當(dāng)天日面上黑子較多,還可能出現(xiàn)金星掩太陽黑子的現(xiàn)象,使凌日的過程更加有趣。 正規(guī)的凌日觀測(cè)要進(jìn)行描圖,因此要選擇帶有投影屏的天文望遠(yuǎn)鏡。一臺(tái)帶有赤道儀并配備有電跟的望遠(yuǎn)鏡會(huì)使你在長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)中更加輕松。 在我國(guó)的大部分地區(qū),凌日大多從13點(diǎn)左右開始。因此,想觀測(cè)的朋友們應(yīng)該在中午之前做好準(zhǔn)備,以保證活動(dòng)有條不紊地進(jìn)行。下面我簡(jiǎn)述一下用赤道式望遠(yuǎn)鏡的投影法觀測(cè)方法。 在入凌前,要把表對(duì)得盡量準(zhǔn)確,應(yīng)盡可能的調(diào)整好極軸,并把東西線畫好(或把觀測(cè)用紙調(diào)整好),把太陽上的可見黑子描繪于觀測(cè)用紙上。描圖時(shí),要注意手不要壓屏幕,頭不要碰屏幕,盡量保持屏幕穩(wěn)定,增加準(zhǔn)確度。描完黑子后,就進(jìn)入了準(zhǔn)備的最后階段。這時(shí),眼睛要目不轉(zhuǎn)睛地注視日面的東邊緣,當(dāng)看到圓滑的邊緣像日食似的剛開始缺了一小塊時(shí),意味著凌日開始了。應(yīng)立刻記下時(shí)間,這便是入凌時(shí)的外切時(shí)間(日面東邊緣與金星西邊緣外切的時(shí)刻),并描出外切的位置。同樣,也應(yīng)記下入凌時(shí)的內(nèi)切時(shí)間(日面東邊緣與金星東邊緣內(nèi)切的時(shí)刻),描出內(nèi)切的位置。這時(shí),整個(gè)金星已經(jīng)完全處于太陽的圓面之內(nèi)了。從此刻開始,要每隔半個(gè)小時(shí)把金星的位置在同一張觀測(cè)用紙上描繪一遍,在每個(gè)位置上注明時(shí)間,直至即將出凌。在此過程中,您可以盡量欣賞這百年一遇的奇觀,看看是否能看到光暈。整個(gè)凌日過程將持續(xù)6個(gè)小時(shí),為了保證儀器的安全,不要總是讓儀器工作,同時(shí)也要防止中暑。在休息時(shí),蓋上鏡頭蓋,關(guān)掉電跟(如果有的話),盡可能的讓儀器冷卻。由于投影觀測(cè)不用深暗的濾光片或根本不用,目鏡片的溫度常達(dá)到幾百度!因此要謹(jǐn)防燙傷和鏡片炸裂,不要用手靠近目鏡。 太陽向西方地平線緩緩沉去,眼看著金星就要移出日面了,觀測(cè)又緊張了起來。在出凌時(shí),也要像入凌一樣把兩個(gè)切點(diǎn)位置標(biāo)出。在我國(guó),有很大一部分地區(qū)都很難看到完整的出凌,但帶凌的日沒也是一個(gè)很好的景觀;如果您看到了整個(gè)出凌,不要忘記記錄!如果太陽的光被霧氣消減得過多,投影法觀測(cè)不能繼續(xù)進(jìn)行時(shí),可以利用目視觀測(cè)。有興趣的話,可以不用望遠(yuǎn)鏡,試試能否看到金星。這時(shí),太陽往往被折射得很大,角直徑接近一角分,金星的黑影也異常明顯,眼力不太好的人也能看到。 隨著天色暗下來,觀測(cè)活動(dòng)也接近了尾聲。欣賞一下日落的美景,收拾收拾東西,也該回家了。怎么樣?收獲不小吧!如果你認(rèn)真觀測(cè)了的話,應(yīng)該得到一張滿滿的觀測(cè)表。到家以后,整理數(shù)據(jù),最好寫篇觀測(cè)日記,當(dāng)你以后看起來時(shí),又會(huì)是一番感受。如果您沒有抓住機(jī)會(huì),也沒關(guān)系,在2012年還會(huì)有一次金星凌日,一定要注意呀,否則就要再等上一百多年了! 金星入凌和出凌時(shí)的兩種有趣的現(xiàn)象 金星入凌和出凌時(shí),細(xì)心的觀察者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)所謂的“黑滴”現(xiàn)象。實(shí)際上,當(dāng)我們對(duì)著光亮,將兩個(gè)手指逐漸靠近,當(dāng)很接近的時(shí)候,可以發(fā)現(xiàn)盡管手指還沒有接觸,就能夠看到上下手指之間有陰影把它們聯(lián)系了起來,像是手指間有水滴一樣,這就是所謂的“黑滴”現(xiàn)象。 在凌始內(nèi)切和凌終內(nèi)切時(shí),即太陽邊緣和內(nèi)行星邊緣互相靠得很近即將接觸時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)有非常細(xì)的絲將兩個(gè)邊緣連接,這就是凌日時(shí)的黑滴現(xiàn)象。成因是我們大氣層的視寧度、光的衍射以及望遠(yuǎn)鏡“極限分辨率”的等多種作用造成的視輪邊緣的模糊。 除此之外,在入凌和出凌階段,有時(shí)候金星視面邊緣會(huì)鑲上一絲極細(xì)的“暈環(huán)”或“光環(huán)”。這個(gè)“暈環(huán)”是由于金星大氣層頂部反射、散射陽光形成的。使用目鏡投影方式可看到它,但如果將望遠(yuǎn)鏡加濾光片,則會(huì)更清楚。“暈環(huán)”大小的變化,環(huán)亮度是否均勻,是否能在太陽圓輪的背景下看到,這些都是很有意思的。
灰光 當(dāng)這顆行星的相位是月牙形時(shí),在黑暗側(cè)出現(xiàn)的微弱光照,稱為灰光,長(zhǎng)久以來一直是觀測(cè)上的謎團(tuán)。第一個(gè)聲稱看見灰光的觀測(cè)報(bào)告出現(xiàn)在1643年,但從來沒有可證實(shí)的可靠照明存在。觀測(cè)人員猜測(cè)這可能是金星大氣層中的電氣活動(dòng),但也可能是觀察明亮的月牙形區(qū)域后生理上產(chǎn)生的虛幻。 【星體衛(wèi)星】 人們?cè)?jīng)認(rèn)為金星有一個(gè)衛(wèi)星,名叫尼斯,以埃及女神塞斯(沒有凡人看過她面紗下的臉)命名。它的首次發(fā)現(xiàn)是由意大利出生的法國(guó)天文學(xué)家喬凡尼·多美尼科·卡西尼在1672年完成的。天文學(xué)家對(duì)尼斯的零星觀察一直持續(xù)到1982年,但是這些觀察之后受到了懷疑(實(shí)際上是其它昏暗的星體在恰好的時(shí)間出現(xiàn)在了恰好的位置上)。所以我們現(xiàn)在認(rèn)為,金星沒有衛(wèi)星。 【星體觀測(cè)】 金星的軌道比水星的要大。當(dāng)進(jìn)行處于西方(在太陽之又)或東方(在太陽之左)的最大距角時(shí),看起來它距太陽比水星星距太陽遠(yuǎn)一倍。金星是天空中最亮的天體之一,觀察它的最佳時(shí)間可能是當(dāng)太恰好位于地平線以下的時(shí)候。必須注意,千萬不能用眼睛直接看太陽。太陽落山金星隨后落下,此時(shí)它位于太陽之左;太陽升起前,金星首先升起,此時(shí)它位于太陽之右。 你很容易分辨出金星來,它明亮而略呈黃色。當(dāng)金星呈大“新月”形時(shí),用雙筒望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)它是最合適的。此時(shí)金星位于最大距角點(diǎn)與下合點(diǎn)之間。在下合點(diǎn)時(shí)金星位于地球與太陽之間,我們便看不到它了,注意調(diào)好望遠(yuǎn)鏡的焦距,使之能觀察遙遠(yuǎn)的物體。 【星體探測(cè)】 在太空探測(cè)器探測(cè)金星以前,有的天文學(xué)家認(rèn)為金星的化學(xué)和物理狀況和地球類似,在金星上發(fā)現(xiàn)生命的可能性比火星還大。1950年代后期,天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡第一次觀測(cè)了金星的表面。從1961年起,前蘇聯(lián)和美國(guó)向金星發(fā)射了30多個(gè)探測(cè)器,從近距離觀測(cè),到著陸探測(cè)。 金星是一顆內(nèi)層行星,從地球用望遠(yuǎn)鏡觀察它的話,會(huì)發(fā)現(xiàn)它有位相變化。伽利略對(duì)此現(xiàn)象的觀察是贊成哥白尼的有關(guān)太陽系的太陽中心說的重要證據(jù)。 第一艘訪問金星的飛行器是1962年的水手2號(hào)。隨后,它又陸續(xù)被其他飛行器:金星先鋒號(hào),蘇聯(lián)尊嚴(yán)7號(hào)(第一艘在其他行星上著陸的飛船)、尊嚴(yán)9號(hào)(第一次返回金星表面照片[左圖])訪問(迄今已總共至少20次)。最近,美國(guó)軌道飛行器Magellan成功地用雷達(dá)產(chǎn)生了金星表面地圖(上圖)1961年2月12日,蘇聯(lián)發(fā)射了“金星1號(hào)”飛船,這艘飛船643公斤,在距金星9.6萬千米處飛過,進(jìn)入繞太陽軌道后失去聯(lián)絡(luò),結(jié)果一無所獲。 1962年8月27日,美國(guó)發(fā)射了“水手2號(hào)”飛船,它于1962年12月14日到達(dá)金星附近。星載微波輻射計(jì)測(cè)量了大氣深處的溫度,紅外輻射計(jì)測(cè)量了云層頂部的溫度。磁強(qiáng)計(jì)的測(cè)量結(jié)果表明金星磁場(chǎng)很弱,在它的周圍不存在輻射帶。 1967年6月12日,蘇聯(lián)發(fā)射了“金星”4號(hào)飛船,同年10月18日進(jìn)入金星大氣層?!敖鹦恰?號(hào)的著陸艙直徑1米,重383公斤,外表包著一層很厚的耐高溫殼體,設(shè)計(jì)極限壓強(qiáng)為25個(gè)大氣壓。著陸艙進(jìn)入大氣層后展開降落傘,在降落傘的作用下緩慢下落,探測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送到軌道艙,然后返回地球。當(dāng)著陸艙下降到距離金星表面為24.96公里時(shí),信號(hào)停止發(fā)射,估計(jì)是著陸艙被金星的高氣壓壓癟了。 “金星”5號(hào)的發(fā)射時(shí)間為1969年1月5日,它的設(shè)計(jì)同“金星”4號(hào)非常接近,只是更結(jié)實(shí)一些。在著陸艙下落過程中,獲得了53分鐘的探測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)著陸艙下落到距離金星表面約24~26公里時(shí)被大氣壓壞,此時(shí)的壓力為26.1個(gè)大氣壓。 “金星”6號(hào)于1969年1月10日發(fā)射,同年5月17日到達(dá)金星。著陸艙一直下降到距離金星表面10~12公里。1970年8月17日,蘇聯(lián)發(fā)射了“金星”7號(hào),并于1970年12月15日到達(dá)金星。該飛船的著陸艙能承受180個(gè)大氣壓,因此成功地到達(dá)了金星表面,成為第一個(gè)到達(dá)金星實(shí)地考察的人類使者。 傳回的數(shù)據(jù)表明,溫度高達(dá)攝氏470度。大氣成分主要是二氧化碳,還有少量的氧、氮等氣體。至此,人類撩開了金星神秘的面紗。 金星環(huán)境復(fù)雜多變,天空是橙黃色,經(jīng)常下硫酸雨,一次閃電竟然持續(xù)15分鐘! 1972年到達(dá)金星表面的“金星8號(hào)”化驗(yàn)了金星土壤,還對(duì)金星表面的太陽光強(qiáng)度和金星云層進(jìn)行了電視攝像轉(zhuǎn)播,金星上空顯得極其明亮,天空是橙黃色,大氣中有猛烈的雷電現(xiàn)象,還有激烈的湍流。 1975年至1984年是金星探測(cè)的高潮期。1975年6月8日和14日先后發(fā)射了“金星9號(hào)”和“金星10號(hào)”,于同年10月22日和25日分別進(jìn)入不同的金星軌道,并成為環(huán)繞金星的第一對(duì)人造金星衛(wèi)星。兩者探測(cè)了金星大氣結(jié)構(gòu)和特性,首次發(fā)回了電視攝像機(jī)拍攝的金星全景表面圖像。 1978年9月9日和9月14日,前蘇聯(lián)又發(fā)射了“金星11號(hào)”和“金星12號(hào)”,兩者均在金星成功實(shí)現(xiàn)軟著陸,分別工作了110分鐘。特別是“金星12號(hào)”于12月21日向金星下降的過程中,探測(cè)到金星上空閃電頻繁、雷聲隆隆,僅在距離金星表面11公里下降到5公里的這段時(shí)間就記錄到1000次閃電,有一次閃電竟然持續(xù)了15分鐘! 人類探索金星的歷程 除太陽、月亮之外金星是天空中肉眼能夠看到的最明亮的星,最亮的時(shí)候達(dá)-4.4等,比全天最亮的恒星天狼星還亮14倍。金星毗鄰地球,兩者最近時(shí)為4100萬千米,其直徑比地球小約4%,質(zhì)量輕20%,密度低10%。理論上金星有一個(gè)半徑約3100千米的鐵鎳核,中間為幔,外面為殼。由于它在大小、密度、質(zhì)量、外表各方面很像地球,所以它有地球的“孿生姊妹”之美稱。 事實(shí)上,金星在許多方面與地球迥然不同,例如它的自轉(zhuǎn)是逆向的,即由東向西,周期約243天,比它繞太陽公轉(zhuǎn)周期225天還長(zhǎng)18.3天!金星距離太陽比地球離太陽近約1/3,它得到的太陽光照比地球得到的多1倍。金星的反照率在所有的行星中名列第一,其反照率達(dá)0.76,也就是說照射在金星上的太陽光3/4以上被金星反射出來,而地球的反照率只有0.39,月球才0.07,這是因?yàn)榻鹦怯蟹浅饷艿拇髿鈱印?/font> 人類對(duì)太陽系行星的空間探測(cè)首先是從金星開始的,前蘇聯(lián)和美國(guó)從20世紀(jì)60年代起,就對(duì)揭開金星的秘密傾注了極大的熱情和探測(cè)競(jìng)爭(zhēng)。迄今為止,發(fā)往金星或路過金星的各種探測(cè)器已經(jīng)超過40個(gè),獲得了大量的有關(guān)金星的科學(xué)資料。前蘇聯(lián)金星探測(cè)開先河 前蘇聯(lián)于1961年1月24日發(fā)射“巨人”號(hào)金星探測(cè)器,在空間啟動(dòng)時(shí)因運(yùn)載火箭故障而墜毀。1961年2月12日試驗(yàn)發(fā)射“金星1號(hào)”,這個(gè)成功飛往金星的探測(cè)器重643千克,在距金星9.6萬千米處飛過,進(jìn)入繞太陽軌道后失去聯(lián)絡(luò),結(jié)果一無所獲。1965年11月12日和5日發(fā)射的“金星2號(hào)”和“金星3號(hào)”均告失敗,“金星3號(hào)”重達(dá)963千克,當(dāng)它在金星上硬著陸后,一切通信遙測(cè)信號(hào)全部中斷,估計(jì)是儀器設(shè)備摔毀了。盡管如此,前蘇聯(lián)科學(xué)家認(rèn)為還是有收獲的,因?yàn)槿〉每芍苯印懊小苯鹦堑氖讘?zhàn)告捷。 1967年1月12日,成功發(fā)射了“金星4號(hào)”探測(cè)器,經(jīng)過了大約35000萬公里的飛行,同年10月抵達(dá)金星,向金星釋放了一個(gè)登陸艙,在它穿過大氣層的94分鐘時(shí)間里,由于金星大氣的壓力和溫度比預(yù)想的高得多,使著陸艙受損,未能發(fā)回金星探測(cè)結(jié)果。1969年發(fā)射了“金星5號(hào)”和“金星6號(hào)”,再次闖入金星大氣探測(cè),探測(cè)器最后降落在金星表面上,由于硬著陸儀器設(shè)備損壞,因此不能探測(cè)金星表面情況。1970年8月17日“金星7號(hào)”探測(cè)器成功發(fā)射,它穿過金星濃云密霧,冒著高溫?zé)霟?,首次?shí)現(xiàn)金星表面的軟著陸?!敖鹦?號(hào)”測(cè)得金星表面大氣壓力強(qiáng)至少為地球的90倍,溫度高達(dá)470℃。成功傳回金星表面溫度等數(shù)據(jù)資料。1972年到達(dá)金星表面的“金星8號(hào)”化驗(yàn)了金星土壤,還對(duì)金星表面的太陽光強(qiáng)度和金星云層進(jìn)行了電視攝像轉(zhuǎn)播,金星上空顯得極其明亮,天空是橙黃色,大氣中有猛烈的雷電現(xiàn)象,還有激烈的湍流。 1975年至1984年是金星探測(cè)的高潮期。1975年6月8日和14日先后發(fā)射的“金星9號(hào)”和“金星10號(hào)”,與同年10月22日和25日分別進(jìn)入不同的金星軌道,并成為環(huán)繞金星的第一對(duì)人造金星衛(wèi)星。兩者探測(cè)了金星大氣結(jié)構(gòu)和特性,首次發(fā)回了電視攝像機(jī)拍攝的金星全景表面圖像。1978年9月9日和9月14日,前蘇聯(lián)又發(fā)射了“金星11號(hào)和12號(hào)”,兩者均在金星成功實(shí)現(xiàn)軟著陸,分別工作了110分鐘。特別是“金星12號(hào)”在12月21日向金星下降的過程中,探測(cè)到金星上空閃電頻繁、雷聲隆隆,僅在距離金星表面11千米下降到5千米的這段時(shí)間就記錄到1000次閃電,有一次閃電竟然持續(xù)了15分鐘! 1981年10月30日和11月4日先后上天的“金星13號(hào)”和“金星14號(hào)”,其著陸艙攜帶的自動(dòng)鉆探裝置深入到金星地表,采集了巖石標(biāo)本。研究表明,金星上的地質(zhì)構(gòu)造仍然很活躍,金星的巖漿里含有水分。從二者發(fā)回的照片知道,金星的天空是橙黃色,地表的物體也是橙黃色的?!敖鹦?3號(hào)”著陸區(qū)的溫度是457℃,“金星14號(hào)”的著陸地點(diǎn)比較平坦,是一片棕紅色的高原,地面覆蓋著褐色的沙礫,巖石層比較堅(jiān)硬,各層輪廓分明?!敖鹦?3號(hào)”下降著陸區(qū)的氣壓是89個(gè)大氣壓;“金星14號(hào)”下降著陸區(qū)為94個(gè)大氣壓,這樣大的壓力相當(dāng)于地球海洋900米深處所具有的壓力。在距離地面30千米到45千米的地方有一層像霧一樣的硫酸氣體,這種硫酸霧厚度大約25千米,具有很強(qiáng)的腐蝕性。探測(cè)表明,金星赤道帶有從東到西的急流,最大風(fēng)速達(dá)每秒110米!金星大氣有97%是二氧化碳,還有少量的氮、氬及一氧化碳和水蒸氣。主要由二氧化碳組成的金星大氣,好似溫室的保護(hù)罩一樣,它只讓太陽光的熱量進(jìn)來,不讓其熱量跑出去,因此形成金星表面的高溫和高壓環(huán)境。 1983年6月2日和6月7日,“金星15號(hào)”和“金星16號(hào)”相繼發(fā)射成功,二者分別于10月10日和14日到達(dá)金星附近,成為其人造衛(wèi)星,它們每24小時(shí)環(huán)繞金星一周,探測(cè)了金星表面以及大氣層的情況。探測(cè)器上的雷達(dá)高度計(jì)在圍繞金星的軌道上對(duì)金星表面進(jìn)行掃描觀測(cè),雷達(dá)的表面分辨率達(dá)1~2千米,可看清金星表面的地形結(jié)構(gòu),成功繪制了北緯30度以北約25%金星表面地形圖。1984年12月前蘇聯(lián)發(fā)射了“金星-哈雷”探測(cè)器,1985年6月9日和13日于金星相會(huì),向金星釋放了浮升探測(cè)器——充氦氣球和登陸艙,它們攜帶的電視攝像機(jī)對(duì)金星云層進(jìn)行了探測(cè),發(fā)現(xiàn)金星大氣層頂有與自轉(zhuǎn)同向的大氣環(huán)流,速度高達(dá)320千米/小時(shí),登陸設(shè)備還鉆探和分析了金星土壤?!敖鹦牵住碧綔y(cè)器在完成任務(wù)后利用金星引力變軌,飛向哈雷彗星。綜觀前蘇聯(lián)金星探測(cè)的特點(diǎn)在于,主要是投放降落裝置考察,以特殊的工藝戰(zhàn)勝金星上高溫高壓,取得了金星表面寶貴的第一手資料。美國(guó)金星探測(cè)后來居上 前蘇聯(lián)航天技術(shù)的輝煌成就,極大地刺激了美國(guó)人。20世紀(jì)60年代初,美國(guó)宇航局根據(jù)肯尼迪總統(tǒng)提出的等月計(jì)劃,全力開展探月活動(dòng);但又看到前蘇聯(lián)對(duì)金星的探測(cè)活動(dòng),格外著急。美國(guó)當(dāng)局立即決定分兵兩路,在實(shí)施等月的同時(shí),拿出一部分力量來探測(cè)金星。美國(guó)于1961年7月22日發(fā)射“水手1號(hào)”金星探測(cè)器,升空不久因偏離航向,只好自行引爆。1962年8月27日發(fā)射“水手2號(hào)”金星探測(cè)器,飛行2.8億千米后,于同年12月14日從距離金星34 773 千米處飛過時(shí),首次測(cè)量了金星大氣溫度,拍攝了金星全景照片,但由于設(shè)計(jì)上的缺陷,在探測(cè)過程中,光學(xué)跟蹤儀、太陽能電池板、蓄電池組和遙控系統(tǒng)都先后出了故障,未能圓滿執(zhí)行計(jì)劃。1967年6月14日發(fā)射“水手5號(hào)”金星探測(cè)器,同年10月19日從距離金星3970千米處通過,作了大氣測(cè)量。1973年11月3日發(fā)射“水手10號(hào)”水星探測(cè)器,1974年2月5日路過金星,從距離金星5760千米處通過,對(duì)金星極其大氣作了電視攝影,發(fā)回上千張金星照片。 水手2號(hào) 從1978年起,美國(guó)把行星探測(cè)活動(dòng)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到金星。1978年5月20日和8月8日,分別發(fā)射了“先驅(qū)者-金星1號(hào)和2號(hào)”其中1號(hào)在同年12月4日順利到達(dá)金星軌道,并成為其人造衛(wèi)星,對(duì)金星大氣進(jìn)行了244天的觀測(cè),考察了金星的云層、大氣和電離層,研究了金星表面的磁場(chǎng),探測(cè)了金星大氣和太陽風(fēng)之間的相互作用;還使用船載雷達(dá)測(cè)繪了金星表面地形圖。1988年1月兩位美國(guó)地質(zhì)學(xué)家報(bào)告說,金星表面的阿芙洛狄忒高原地區(qū)具有與地球上洋脊十分相似的特征,他們分析了美國(guó)“先驅(qū)者-金星1號(hào)”宇宙飛船環(huán)繞金星時(shí)用雷達(dá)信號(hào)測(cè)量金星表面的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)金星阿芙洛狄忒高原的巖層斷裂模式與地球上洋中脊附近的情況很相似,其主脊兩側(cè)的特征近似呈鏡像對(duì)稱,這也正是洋中脊的重要特征。那里的高山、峽谷以及斷層諸方面的分布特征表明金星的地殼在擴(kuò)張,其每年幾厘米的擴(kuò)張速度與地球的海(洋)底擴(kuò)張相仿。 “先驅(qū)者-金星2號(hào)”帶有4個(gè)著陸艙一起進(jìn)入金星大氣層,其中一個(gè)著陸艙著陸后連續(xù)工作了67分鐘,發(fā)回了一些圖片和數(shù)據(jù)。在金星的云層中不同層次具有明顯的物理和化學(xué)特征,金星上降雨時(shí),落下的是硫酸而不是水,探測(cè)還表明,金星上有極其頻繁的閃電;金星地形和地球相類似,也有山脈一樣的地勢(shì)和遼闊的平原;存在著火山和一個(gè)巨大的峽谷,其深約6千米、寬200多千米、長(zhǎng)達(dá)1000千米;金星表面有一個(gè)巨大的直徑達(dá)120千米的凹坑,其四周陡峭,深達(dá)3千米。 為了在探測(cè)金星方面取得更大的成就,美國(guó)宇航局決定要利用其在雷達(dá)探測(cè)技術(shù)方面的先進(jìn)設(shè)備,透過金星濃密的云層,詳細(xì)勘察金星的全貌和地質(zhì)構(gòu)造。 1989年5月4日,亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)將“麥哲倫”號(hào)金星探測(cè)器帶上太空,并于第二天把它送入金星的航程。“麥哲倫”號(hào)金星探測(cè)器重量達(dá)3365千克,造價(jià)達(dá)4.13億美元。后來的事實(shí)說明,“麥哲倫”號(hào)是迄今最先進(jìn)最為成功的金星探測(cè)器?!胞溦軅悺碧?hào)裝有一套先進(jìn)的電視攝像雷達(dá)系統(tǒng),可透過厚厚的云層測(cè)繪出金星表面上小如足球場(chǎng)的物體圖像,其清晰度勝過迄今所獲金星圖像的10倍!它裝載的高分辨率綜合孔徑雷達(dá),其發(fā)射、接收天線與著名的“旅行者”號(hào)探測(cè)器定向天線相似,也是3.65米直徑的拋物面形天線,但其性能比前者提高了許多,它在金星赤道附近250千米高空時(shí),分辨率也可達(dá)到270米。“麥哲倫”的中心任務(wù)是對(duì)金星作地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)探測(cè)研究,通過先進(jìn)的雷達(dá)探測(cè)技術(shù),研究金星是否具有與河床和海洋構(gòu)造,因前蘇聯(lián)有科學(xué)家推測(cè),大約40億年前金星上有過汪洋大海。 “麥哲倫”經(jīng)過15個(gè)月的航行,于1990年8月10日點(diǎn)燃反向制動(dòng)火箭,使其速度由每小時(shí)3.96萬千米減至2.79萬千米,進(jìn)入圍繞金星的軌道。“麥哲倫”探測(cè)器運(yùn)行中沿金星子午線繞一圈約需要189分鐘,掃描寬度為20~25千米;從北極區(qū)域到南緯60度計(jì)劃進(jìn)行37分鐘的觀測(cè),行程約1.5萬千米。8月16日“麥哲倫”發(fā)回第一批進(jìn)行照片。 “麥哲倫”拍攝到金星上一個(gè)40千米×80千米大的熔巖平原,雷達(dá)的測(cè)繪圖像非常清晰,可以清楚地辨認(rèn)出火山熔巖流、火山口、高山、活火山、地殼斷層、峽谷和巖石坑。金星火山數(shù)以千計(jì),火山周圍常有因隕石撞擊而形成的沉積物,像白色花朵?!胞溦軅悺卑l(fā)現(xiàn)金星上的塵土細(xì)微而輕盈,較易于被吹動(dòng),探測(cè)表明金星表面確實(shí)是有風(fēng)的,很可能像“季風(fēng)”那樣,時(shí)刮時(shí)停,有時(shí)還會(huì)發(fā)生大風(fēng)暴。金星表面溫度高達(dá)280℃~540℃。它沒有天然衛(wèi)星,沒有水滴,其磁場(chǎng)強(qiáng)度也很小,大氣主要以二氧化碳為主,一句話,它不適宜生命存活。它的表面70%左右是極為古老的玄武巖平原,20%是低洼地,高原大約占了金星表面的10%,金星上最高的山是麥克斯韋火山,高達(dá)12000米。在金星赤道附近面積達(dá)2.5萬平方千米的平原上,有3個(gè)直徑為37千米~48千米的火山口。金星上環(huán)繞山極不規(guī)則,總共約有900個(gè),而且痕跡都非常年輕。 “麥哲倫”拍攝了金星絕大部分地區(qū)的雷達(dá)圖像,它的許多圖像與前蘇聯(lián)“金星15號(hào)”和“金星16號(hào)”探測(cè)器所攝雷達(dá)照片經(jīng)??梢灾睾掀唇悠饋恚古凶x專家得以相互印證,從而使得人們對(duì)金星有進(jìn)一步的了解。“麥哲倫”號(hào)從1990年8月10日至1994年12月12日一直圍繞金星進(jìn)行探測(cè),最后在金星大氣中焚毀。1990年2月飛往木星的“伽利略”號(hào)探測(cè)器途徑金星,成功地拍攝金星的紫外。紅外波段的圖像,照片上顯示金星大氣頂部的硫酸云霧透過紫外光非常突出。雖說金星空間探測(cè)碩果累累,但仍然有許多待解之謎。譬如說,金星上確曾有過海嗎?金星上的溫室效應(yīng)是在什么時(shí)候、怎樣發(fā)生的?目前金星表面是經(jīng)過大規(guī)模的火山活動(dòng)而重新形成的嗎?金星大氣的精確化學(xué)成分是什么?等等。 此外,2005年11月9日發(fā)射的歐洲金星快車是歐洲對(duì)金星的第一次太空探測(cè)任務(wù)。另外,還有日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)研發(fā)的“拂曉”號(hào)(Akatsuki)金星探測(cè)器也對(duì)金星進(jìn)行過探測(cè)。它通過攜帶的5臺(tái)可穿透金星大氣的特殊紅外攝像機(jī)、紫外攝像機(jī)探測(cè)金星大氣和地質(zhì)構(gòu)造。未來的金星探測(cè)需要長(zhǎng)壽命的登陸艙、專門的下降探測(cè)裝置、遙控探測(cè)氣球以及監(jiān)視金星大氣的軌道器等。
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