苏联为何执着于探测金星?苏联探测金星的成就堪比美国载人登月

以丹聊历史 2025-01-25 02:16:16

在人类宇宙探索的征程中,送探测器上月球已属伟大成就,而送探测器上金星,难度更是呈几何倍数增长。

截至目前,仅有苏联人在上世纪70到80年代做到,并成功放置8台探测器于金星,此后四十多年,金星再无人实地探测。

金星受冷遇,源于其恶劣环境。

金星表面温度高达480摄氏度,大气压力超地球90倍,是航天器的“坟场”。即便美国在登月行动中表现活跃,面对金星也望而却步,连送机器人上去的勇气都没有。

苏联人从20世纪60年代起,立志在金星探索上超越美国。但探索金星需技术和设备支撑。

1967年底前,苏联十次向金星发射探测器均失败,探测器要么未脱离地球轨道,要么飞行中失联,最大“成果”是成为首个坠毁在其他行星大气层的人造物体。

不过,苏联人探索意志未动摇。

1967年底,“金星四号”肩负使命出发。它与“金星三号”到“金星六号”属同一款,重约一吨,高约3.5米,底部着陆器含探测仪器、电池和降落伞。

“金星四号”

到达金星大气层上方,着陆器与飞行模块分离后坠入。

此前“金星三号”坠入后失联,苏联人期望多次尝试能建立通信。“金星四号”成功闯入金星大气层,突破高温高压后,仪器运作并传回数据。

起初数据显示金星温度和压力正常,可很快两项指标急剧上升,大气压力远超预期。同时,金星稠密大气产生强大阻力,93分钟后,“金星四号”在距金星表面27公里高空被压碎,测量数据停止传输,工程师记录下22个地球大气压和277摄氏度的数据。

几乎同时,美国“水手五号”也抵达金星并传回数据,对比后,工程师们发现金星环境比想象更恶劣,这里更热、更干燥且充满有毒物质。

“金星五号”和“金星六号”基于对金星的浅显理解制造,本难在金星坚持太久。但苏联人不想错过发射窗口期和浪费探测器,强化后仍将其发射。结果二者都在金星大气层结束使命,“金星五号”坠落到距金星地面26公里处,“金星六号”坠落到距地面11公里处。

不过,它们在被压碎前都传回数据,为后续探索提供了宝贵资料。

1970年,又一次金星探测器的发射窗口期来临,这一次,苏联人可谓是做足了准备,踌躇满志地想要揭开金星更多的神秘面纱。

经过此前的探索与研究,他们已然对金星那极端恶劣的环境有了清晰且深刻的认知:金星表面的温度犹如炽热的熔炉,超过450摄氏度;大气压力更是惊人,超过100个地球大气压,仿佛一只无形的巨手,能轻易压碎一切;而且,金星的大气中还弥漫着高温腐蚀性酸性云雾,宛如一层致命的毒纱。

面对如此严苛的环境挑战,为了确保探测器能够顺利降落在金星表面,苏联的工程师们展现出了非凡的智慧与创造力。

他们放下身段,虚心向潜艇设计者请教,借鉴潜艇在深海高压环境下的工作原理与技术。不仅如此,他们还积极采购各种新型材料,这些材料经过精心挑选,具备耐高温、耐高压等特殊性能。

同时,为了全面测试这些材料在金星类似环境下的性能,他们专门建立了先进的实验室,模拟出金星表面的高温、高压以及腐蚀性环境。

在不懈的努力下,“金星七号”终于诞生,它承载着无数科研人员的心血与期望。“金星七号”的着陆器设计精妙,外表采用了坚固的钛合金蛋壳,能够抵御金星大气的高温与高压冲击;蛋壳之下,是厚厚的绝缘减震层,为内部的电子设备提供了良好的保护,使其免受震动与高温的影响;电子设备则被紧凑而合理地安置在其中。

“金星七号”

在被抛入金星大气层之前,工程师们还对“金星七号”进行了遇冷处理,将其内部温度降至冰点以下,以增强其对热载荷的承受能力。此外,为了让着陆器能够更快地到达金星地面,他们对降落伞进行了大胆改造,当温度高于200摄氏度时,伞绳会自动融化,使着陆器加速自由下落。

然而,计划赶不上变化。

在与飞行模块分离后,“金星七号”的降落伞意外失效,它以远超预期的速度向金星表面高速坠落。就在众人以为任务即将失败之时,奇迹发生了。

“金星七号”坠落到金星地面后,居然顽强地继续工作了十几分钟。

由于着陆时的冲击力,天线不幸歪掉,导致信号强度急剧减弱。

幸运的是,射电天文学家凭借着敏锐的洞察力和专业的技术,意外地追踪到了它发出的微弱信号。这一情况表明,金星的地面或许并没有人们想象中那么坚硬,为后续的探索提供了新的思路与方向。

五年后的1975年,“金星九号”诞生了,它的重量达到了之前探测器的五倍之多,上面搭载了两台黑白全景相机,这两台相机分别位于探测器的左右两侧,能够各拍摄180度的画面,从而实现对金星表面的环视拍摄。为了让相机在金星那恶劣的环境中能够正常工作,苏联工程师们再次借鉴潜艇的设计原理,巧妙地利用类似潜望镜的装置,通过一根较长的管道,将透过外壳上耐热石英玻璃的光线引导到深藏在探测器内部的相机中进行成像。

1975年10月22日,“金星九号”成功从金星表面向地球发送回了一张512×128像素的黑白照片,这张照片让人类对金星有了更为直观的认识。

可惜的是,“金星九号”和随后发射的“金星十号”,它们上面的镜头保护罩存在问题。

按照设计,镜头保护罩应该在着陆时自动弹出抛弃,但这两个探测器都只成功弹出了一个镜头保护罩,原本计划的360度全景拍摄,最终只实现了180度的小全景。

“金星十一号”和“金星十二号”同样采用了类似的镜头盖技术,结果却一个镜头保护罩都没有成功弹出,导致它们的相机无法正常拍摄,人类也就无法通过它们看到金星的更多景象。直到“金星十三号”和“金星十四号”,工程师们成功解决了镜头盖的问题,彩色的金星才终于呈现在了人们的眼前。

从这些探测器传回的照片中,我们看到了一个被昏暗光线笼罩的金星世界。

这里开裂的地面、松软的土壤、过度风化的岩石以及朦胧的地平线,既让我们感到熟悉,又觉得陌生。毕竟,在温室效应失控之前,金星的景象与地球非常相似。如今,这些已经有40多年历史的照片,依然是我们对金星最直观的认识来源。

自那以后,由于各种复杂的原因,金星再也没有迎来人类的探测器。或许在未来,当技术更加成熟,并且能够充分考虑到成本收益等现实问题后,人类会再次踏上探索金星的征程,揭开这颗神秘星球更多的奥秘。

文本内容源自@科学火箭叔的视频内容

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