宇宙中,金星尤其神秘。這個距離我們最近的行星鄰居可能起初看起來和地球沒什么兩樣,但是漸漸地這兩顆行星的發(fā)展軌跡越來越不同。有一些航天器曾試圖從軌道上研究金星,也有一些甚至得以著陸到金星表面進行探索。即便如此,我們對金星的了解仍然十分有限。很多疑問仍有待解答,比如:金星上面現(xiàn)在有閃電、地震或活躍的火山嗎?金星上的大氣如何移動并與地表相互作用?金星的云層中是否可能存在生命?
金星的表面干燥且貧瘠,籠罩在令人窒息的濃密且有毒的大氣中,同時也被地獄般的熱量炙烤著。放置在金星表面的儀器一般撐不過幾小時,但軌道飛行器又難以在所有波長下捕捉到完整且詳細的地表畫面。然而,機器人氣球(航空機器人),倒是可以無需承受地表的嚴(yán)酷環(huán)境,也可以不受軌道飛行器的限制,對金星開展一系列科學(xué)研究。
什么是航空機器人?
航空機器人,就是機器人氣球。有些航空機器人可以通過充氣或放氣來調(diào)整高度,并通過自主制導(dǎo)系統(tǒng)在空中移動。金星上的航空機器人的氣球直徑可能達到10米左右,并攜帶超過20公斤的科學(xué)儀器。
類似1985年蘇聯(lián)制造的維加氣球,航空機器人可以在金星大氣中自在游走時,繪制該行星的地表特征、重力以及磁場。航空機器人也可以充當(dāng)?shù)鼗鶅x器和軌道航天器之間的中繼站。當(dāng)前,一些金星任務(wù)的設(shè)想包括既用作獨立調(diào)查工具又充當(dāng)支援設(shè)備的一個航空機器人。
地對空
空中氣球是否可以檢測到地面之下的地震活動呢?
由于金星地表和其濃密的大氣之間有很強的聯(lián)系,空中氣球是有可能檢測到地下的地震活動的。地下的地震活動會引起振動,振動又通過聲波的形式在空氣中向上傳播。然后,氣球上攜帶的儀器便可以測量和解碼這些檢測到的振動波。目前,已經(jīng)有數(shù)個團隊正在地球上測試“次聲波”技術(shù),以更好地了解如何在金星上使用該技術(shù)。
火山監(jiān)測儀
金星上有許多火山和火山特征。但是如今金星上還存在活躍的火山活動嗎?這是金星的許多重要未解之謎之一。不過,一個機器人氣球網(wǎng)絡(luò)或許可以解開這個謎團。如果金星上的任何火山活動發(fā)出轟隆巨響,這些響聲會以聲波的形式在大氣中傳播。然后,三個攜帶了次聲麥克風(fēng)的航空機器人可以對信號做三角測量,并確定火山活動的位置,最后交由軌道衛(wèi)星進行研究。
云層之中
金星的低層和中層大氣中的云層,可能是微生物的主要棲息地。金星云層的溫度在0~60℃,大氣壓為地球海平面大氣壓的0.4~2倍。云層中還有氣溶膠和液態(tài)水滴。假如攜帶合適的分析儀器,飛行高度在50公里左右的航空機器人應(yīng)該可以測量云層中的化學(xué)成分,同時收集氣溶膠或水滴樣本。機器人四處移動的時候,也可以描繪出化學(xué)物質(zhì)和潛在生命在三維空間中的變化。
友好的天空
穿越金星的大氣中可以為實地研究提供千載難逢的機會。光譜儀可以以前所未有的細節(jié)水平,測量大氣化學(xué)成分。氣球可以繪制金星的3D風(fēng)圖,測量大氣溫度和壓力,以及陽光如何穿透大氣抵達地表,還有重力波和行星波如何在空氣中傳播。所有這些測量對航空機器人的導(dǎo)航以及解讀金星上的其他發(fā)現(xiàn)(無論是基于氣球或其他設(shè)備),都至關(guān)重要。