上文書講到了蘇聯(lián)發(fā)射的金星3號探測器在經(jīng)過了軌道修正以后，直奔金星就去了。從地球飛到金星，大概要花3個月時間。就在金星3號正在途中的時候，科羅廖夫死在手術(shù)臺上。金星3號探測器還是科羅廖夫的OKB-1設計局設計的。這個探測器還是所有工作移交給拉沃契金設計局之前搞出來的?？傇O計師去世，當然也不是一個好兆頭。果然，沒過幾天金星3號就出毛病了。此時此刻，探測器距離金星只有17天的路程，就在這時候，金星3號失聯(lián)了。

金星3號的繪畫

蘇聯(lián)的測控人員無論怎么聯(lián)系，探測器都沒有回應，地面人員是一點辦法都沒有。按照最后測定的軌道，這個探測器會在1966年3月初撞上金星。盡管沒有遙測數(shù)據(jù)，但是軌道毫無疑問是精確的，撞是肯定撞上了。

后來的金星4號，就已經(jīng)是拉沃契金設計局完全負責了，總設計師是巴巴金。他對金星4號探測器做了不少改進，首先太陽能電池板兩端的那個散熱用的半球被去掉了。金星3號探測器內(nèi)部是用液冷裝置來維持溫度，現(xiàn)在改成氣冷的。圓盤型的散熱器被裝到了探測器的背陽面。而且這個圓盤也是拋物面天線的一部分，剛好一舉兩得。這一次天線尺寸加大了，這樣可以保證更好的通訊信號。金星4號的太陽能電池板面積也加大了，電力也更加充足。

金星4號的著陸器

著陸器是個球形，直徑也比金星3號的那個著陸器要大一點。這個球的重心是偏下，在金星上打開降落傘的時候更容易穩(wěn)定姿態(tài)。依照國際上的共識，大家都認為金星上的氣溫高得嚇人，達到400度以上，但是蘇聯(lián)科學界有不同的意見，美國的麻省理工曾經(jīng)有一篇論文，說金星上正處于冰河期。水手2號的數(shù)據(jù)也沒有起到一錘定音的作用，蘇聯(lián)設計師一時也吃不準。

巴巴金他們認為金星上的氣溫達到400度是有可能的。但是金星表面大氣壓撐死了只有10個地球大氣壓。所以，他們把金星4號的著陸器設計成可以耐受400度以上高溫，能夠承受18個地球表面大氣壓的耐壓性，這總夠用了。金星4號上甚至還包括了上次金星3號用過的那個糖鎖。萬一金星上氣溫不高，表面存在大面積的液態(tài)水。這東西就用得上了。萬一金星4號探測器掉進水里，糖會溶解，會打開探測器的鎖定裝置，發(fā)回遙測信號。

金星4號效果圖

經(jīng)過這么一頓改造，這個探測器比金星3號重了足足146公斤，達到1.1噸，比水手5號大多了，水手5號才245公斤。水手5號比金星4號晚發(fā)射兩天。但是速度比金星4號稍微快了一點點，因此水手5號抵達金星的時間僅僅比金星4號晚一天。在飛行了128天之后，金星4號接近了金星，紫外光探測器探測到一個微弱的氫日冕層。第二天到達的水手5號也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。

金星4號在距離金星表面4.5萬公里的地方釋放了著陸器。著陸器以每秒10.7公里的速度闖進了金星大氣層。我們要知道，探測內(nèi)太陽系的金星或者是水星，遇到的最大麻煩就是剎車困難。因為這個過程相當于探測器從高軌道掉到了低軌道。勢能肯定是要轉(zhuǎn)化成動能的。以當時的水平，如果靠火箭反推，根本就不夠用。所以金星4號就不能像月球探測器那樣先剎車進入環(huán)繞軌道，然后再做一步行動。只能一頭撞進去再說。

所以，金星4號探測器釋放的著陸器幾乎是垂直砸向金星表面，金星的大氣又非常濃密，所以球形表面的燒蝕材料馬上就開始燃燒蒸發(fā)降溫。著陸器外部的最高溫度曾經(jīng)一度達到了1.1萬度。如果不靠燒蝕材料降溫，連幾分鐘也堅持不了。金星4號探測器的本體完全沒有防高溫的設計，很快就在金星大氣層里燒光了。只剩下著陸器繼續(xù)往前沖。

金星4號著陸器效果圖

著陸器經(jīng)歷的沖擊過載也很大，張開降落傘的一瞬間過載達到了夸張的350G。降落傘展開以后，速度就驟降到了300米/秒，這個速度和初始速度10.7公里/秒是天差地別。這個過載是什么概念？你從10米高的跳臺跳進水里，這個沖擊過載大約是5G。飛行員彈射跳傘，過載大概是15~16G。

著陸器一開始開啟的那個小降落傘只能做初步減速，300米/秒的速度也已經(jīng)接近地球表面的音速了。探測器上的大氣壓力傳感器一直在探測金星大氣的環(huán)境。當壓力達到0.6倍大氣壓的時候，小降落傘拽出主降落傘，開始進一步減速。

然后呢，著陸器開始和地球進行通訊，開始傳回金星大氣的數(shù)據(jù)。地面的科學家們看大數(shù)據(jù)的時候非常的出乎意料，因為他們發(fā)現(xiàn)，金星大氣的氮氣非常少。二氧化碳才是主要成分，這一點和地球大氣很不一樣。此前科學家們知道金星上肯定沒有氧氣，二氧化碳的含量非常高，但是沒想到氮氣如此之少，和惰性氣體加在一起也只占了2.5%，90%是二氧化碳，剩下的份額主要是水蒸氣。

地球大氣的主要成分是氮氣，占了70%左右。宇宙大爆炸的時候產(chǎn)生的元素只有氫和氦，還有少量的鋰元素。氮元素其實是在恒星之中，經(jīng)歷了一連串核反應才造出來的。恒星在死之前，會把自己身的各種物質(zhì)拋灑到宇宙空間，這些物質(zhì)就成為形成下一代恒星系統(tǒng)的主要材料。我們的太陽系就是從這種星云之中產(chǎn)生的。我們的太陽是個二代目恒星。

氮元素并不是以單質(zhì)氣體的方式存在于太陽系星云之中，往往是和氫元素結(jié)合在一起形成了氨氣。早期的地球環(huán)境很定不是現(xiàn)在這個樣子，大氣之中肯定含有大量的還原性氣體，其中就包括氨氣，其實早期的太陽系，大家的成份都差不多。木星的表面的那些彩色條紋，就有不少是氨氣形成的。木星上的氨氣存在于底層大氣，隨著對流被帶到高空。

所以，科學家們猜測，早期金星環(huán)境也是類似的，也是個還原性大氣層。那么好了，地球大氣之中的氨氣是怎么變成氮氣的呢？那是因為太陽輻射含有大量短波紫外線，這些紫外線的能量足以把氫原子和氮原子給拆開，于是氨氣就被分解了。氫元素在地球大氣之中是存不住的。會逐漸逃逸，氮氣比較重，會被地球引力拉住，于是地球大氣之中的氮就保留下來了。

因為氮氣比較穩(wěn)定，不太容易和別的物質(zhì)產(chǎn)生化合物，因此大氣層里的氮氣隨著時間不斷積累，也就越積攢越多了。按理說，金星也應該差不多啊，怎么會氮氣占比如此之低呢？當時的科學家們百思不得其解。

我們還是說回著陸器。主降落傘張開以后，著陸器的速度進一步下降，基本上是在10米/秒。第一次傳回數(shù)據(jù)的時候，是0.75地球表面大氣壓。溫度為33攝氏度。隨著著陸器的下降，數(shù)字在不斷的攀升。

沒過多久，氣壓計爆表了。氣壓計的最大量程是7巴，大約等于7個地球表面標準大氣壓。又過了19分鐘，大氣密度計也爆表了。著陸器在金星大氣之中飄了93分鐘之后，沒了讀數(shù)。最后返回的數(shù)據(jù)是氣溫262攝氏度，氣壓估計是在18巴。因為這個探測器只能承受18巴的壓強。沒信號了，估計就是被壓癟了。那么氣壓肯定就是18巴嘛。

神舟飛船從空間站返回地球表面，打開降落傘之后，也就飄個十分鐘左右就下來了，馬斯克的龍飛船從開傘到掉進水里，也不過才4分鐘左右。金星4號的著陸器到好，打開降落傘，在金星大氣之中飄了一個半鐘頭才下來，這還不一定是落地了，這有可能是半路上被大氣壓壓扁了。你說這個金星大氣又多夸張吧。這濃度得到什么程度，才能讓降落傘飄的這么慢啊。

水手5號

不管怎么說吧，蘇聯(lián)人算是取得了成功。第二天美國人的水手5號從距離金星表面4096公里的高度飛掠而過，開始傳回數(shù)據(jù)。水手5號對金星的質(zhì)量進行了更精確的測量，探測了金星的電離層和弓形波。而且還利用和地球的無線電通訊，測量的金星的大氣層。英國人的喬德雷河岸天文臺的大型射電望遠鏡也一直在對金星4號和水手5號進行監(jiān)測。

水手5號是飛掠而過，因此在金星的引力作用之下，探測器會一拐彎，從金星背后飛出去。因此水手5號和地面的無線電聯(lián)系會被金星大氣所折射，利用無線電信號的變化，也就可以測量金星大氣的數(shù)據(jù)，利用無線電信號的遮擋，就可以精確的測量金星的半徑。大家發(fā)現(xiàn)，金星的半徑是6053公里，誤差小于4公里。云頂高度為67±10公里。利用無線電穿透金星大氣的過程，測量了20~90公里高度的大氣溫度和壓力的剖面。25公里以下的部分，因為大氣密度太大，無線電波會發(fā)生嚴重的折射。信號被這個濃厚的透鏡給散射了，地球上根本收不到信號，所以無法用這樣的辦法去探測。

水手5號的繞行軌跡

因為這兩個探測器是幾乎同時抵達金星，前后只差了一天。所以這兩個探測器發(fā)送的數(shù)據(jù)應該是能相互印證的，但是NASA在分析這些數(shù)據(jù)的時候，發(fā)現(xiàn)了不少的矛盾之處。根據(jù)無線電波的折射情況，金星表面的溫度是在377~527°C之間。壓力是在75巴到100巴之間。這些數(shù)值遠遠超過了金星4號的數(shù)據(jù)。金星4號最后傳回的溫度是262度，壓力是18巴。這個18巴還是估算出來的。這個溫度和壓力與美國人測出來的金星表面參數(shù)不相符啊。

但是，如果把金星4號的數(shù)據(jù)和火星表面上空26公里高度的數(shù)據(jù)進行對比，一切都吻合的比較好，也就是說，金星4號著陸器報告的最后一批數(shù)據(jù)是在26公里的高度上，然后就壞了，沒信號了。

可是蘇聯(lián)人雷達高度表的數(shù)據(jù)顯示已經(jīng)快到地面了呀。這個數(shù)據(jù)對不上了啊，到底是怎么回事呢？蘇聯(lián)人的解釋是著陸器撞山了，落在了一個高度26公里的山頂。雷達高度表是靠電波反射來測距的，山頭會影響高程讀數(shù)。

金星4號著陸器落地想象圖

但是美國人就是不信啊。剛好落在山頭上，你這也太巧了。你這比中彩票概率都小啊。最后仔細分析雷達數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這個雷達高度表不準，數(shù)據(jù)是錯的，難怪了。蘇聯(lián)人還以為探測器落地了呢，其實并沒有，而是在半空之中就被金星大氣層強大的壓力給壓扁了。從此大家坐實了一件事，金星大氣真的是比地獄還可怕。

既然知道大氣的密度了，也知道金星大氣又多厚了，那就可以算算金星大氣的總量了。這一算又嚇了一跳。我們前邊不是說了，金星大氣之中氮氣和惰性氣體加起來，也只占了2.5%嗎？但是算絕對數(shù)量的話，金星大氣之中的氮氣總量和地球大氣氮氣總量是差不多的。這說明，不是金星氮氣太少，而是二氧化碳太多了。

這么多的二氧化碳是哪里來的呢？這個問題一直到70年代，美國和蘇聯(lián)利用探測器上的雷達，對金星表面進行探測，才初步有了答案。美國人還利用阿雷西博望遠鏡對金星表面進行過雷達探測。

阿雷西博望遠鏡

沒錯，阿雷西博和FAST不一樣，這家伙是能發(fā)射電磁波的，F(xiàn)AST只能收聽。所以，F(xiàn)AST是研究射電天文學的。但是阿雷西博還可以研究雷達天文學。阿雷西博的雷達波可以從土星那么遙遠的天體上被反射回來，然后被接收到，一來一回要2.6小時。這還要考慮到地球自轉(zhuǎn)的因素，如果天體更加遙遠，來回時間更長，等到電磁波反射回來了，阿雷西博的大天線已經(jīng)隨著地球自轉(zhuǎn)歪到一邊去了，也就無法接受回波信號了，時差成了限制阿雷西博的一個重要因素。

不過呢，阿雷西博用來探測金星表面，那是沒問題的。這個話題我們按下不表，以后再講到蘇聯(lián)金星系列探測器的時候，我們再講。

蘇聯(lián)人在1967年其實發(fā)射了兩顆金星探測器，一顆叫金星4號，另外一顆叫做宇宙167，你一聽這個名字就知道，這家伙肯定發(fā)射失敗了。對的，沒錯，蘇聯(lián)人是想雙保險，每個發(fā)射窗口干脆一口氣打兩發(fā)。但是第二顆探測器因為閃電號火箭的第4級罷工了，所以探測器沒能飛向金星，在8天之后墜落回了地球。失敗的這一顆，蘇聯(lián)人當然也就黑不提白不提了。成功的這一顆金星4號，在宣傳上也鬧了烏龍。

喬德雷河岸天文臺的MarkⅡ射電望遠鏡

金星4號傳送了長達93分鐘的數(shù)據(jù)信號，但是蘇聯(lián)人非常謹慎，他們沒有第一時間宣布這個結(jié)果，因為他們也怕鬧烏龍，讓美國人笑話。但是蘇聯(lián)人不說話，不意味著西方不知道，你別忘了英國人設立在柴郡的喬德雷河岸天文臺的大型射電望遠鏡一直在監(jiān)聽探測器的無線電信號呢。你發(fā)了些什么東西，斷線沒斷線，人家都知道。

當然啦，如果無線電信號是加密的，英國人也解不開，不知道任務的具體細節(jié)。所以西方都在關(guān)注蘇聯(lián)的官方消息。莫斯科電臺有消息嗎？早間新聞沒提。蘇聯(lián)科學院的院長昨天曾經(jīng)透露過，金星4號釋放的著陸器應該在早上4:30分左右開始著陸過程。早新聞應該有消息啊，怎么又不提了？

西方媒體正在納悶呢？《真理報》編輯部發(fā)給喬德雷河岸天文臺臺長伯納德·洛威爾爵士，你們知道金星4號發(fā)生什么事兒了嗎？弄得英國人一頭霧水，你問我，我還問你呢？怎么《真理報》不去問拉沃契金設計局，怎么問外國人啊？

《真理報》為金星4號出的特刊

蘇聯(lián)分管國防工業(yè)的烏斯季諾夫火冒三丈，把《真理報》的編輯罵了一頓。人家真理報的國際信息編輯也一肚子委屈啊。蘇聯(lián)科學院和人家喬德雷河岸天文臺有合作，請人家?guī)椭邮战鹦?號的數(shù)據(jù)。這都是公開消息，大家都知道。所以我一大早就給人家打電話，了解一下他們那邊的情況，這不是很正常嗎？因為電話打得太早，我還提供不好意思的呢？人家說沒事，這一宿他們都沒睡。都在盯著射電望遠鏡接收的信號呢？

然后呢，就是冠冕堂皇的客套話了。英國人也詢問莫斯科那邊什么時候發(fā)消息??？真理報的編輯也就告訴他，蘇聯(lián)的各大媒體早就準備好了新聞稿，就等上邊一聲令下了。

所以人家真理報的編輯真沒多說什么。這怎么就把一堆他根本沒說過的話安在他腦袋上呢？伯納德爵士是怎么跟媒體說的，怎么還帶添油加醋的呀。最后還是路透社出來和稀泥，這事兒也就算過去了。

從此，蘇聯(lián)對這種消息的審核更加嚴格了，一點錯也不敢出。其實蘇聯(lián)人不懂什么叫先入為主。你慢，你謹慎，那人家可就掌握主動權(quán)了。

不管怎么說吧，金星4號探測器還是非常成功的。這個窗口期算是過去了，下一步依然還是聚焦月球。美國人準備發(fā)射下一艘勘測者4號探測器了。這個探測器，可是一點都不讓人省心。

我們下回再說