達芬奇號探測器
'達芬奇號+'(DEEP ATMOSPHERE VENUS INVESTIGATION OF NOBLE GASES; CHEMISTRY, AND IMAGING, PLUS簡稱：DAVINCI+，中文為金星深層大氣層稀有氣體、化學成分調查及成像)（以下會簡稱為達芬奇號）是一艘擬議中的金星大氣層探測器。在2015年美國宇航局探索計劃提案中，曾落敗於靈神星號和露西號，2019年7月1日它被再次提出[1]，於2020年2月13日入圍，並於2021年被選為探索計劃第16次任務。
 「達芬奇」探測器下降階段想像圖 | |
| 任務類型 | 金星大氣層探測器 |
|---|---|
| 運營方 | 美國宇航局戈達德太空飛行中心 |
| 任務開始 | |
| 發射日期 | 2028–2030 |
| 金星大氣探測 | |
「達芬奇號」將在下降過程中研究金星大氣層的化學成分[2][3]，「達芬奇」探測器將穿過金星大氣層，對空氣進行採樣，並傳回測量結果直止降落在金星表面，這些測量對理解金星大氣層的起源和演變以及如何和為何與地球和火星不同極其重要。達芬奇號的測量結果將揭示金星上水的歷史以及低層大氣層中化學作用的過程。在到達地表之前，「達芬奇號」探測器將首次拍攝這顆行星上引人入勝的脊狀地形(「鑲嵌地塊」)照片，以探索它的起源和構造、火山運動和風化史。
項目提案
「達芬奇」是2015年提交的數十項提案之一，有可能成為美國國家航空航天局探索計劃的第13號任務，美國宇航局第13號探索任務的計劃預算為4.5億美元。2015年9月30日，它曾入選最終五個候選項目之一[4]。但在2017年1月4日，靈神星號和露西號兩項提案最後勝出，分別成為第13號和第14號探索任務[5]。
「達芬奇號」項目的主要研究者是美國宇航局戈達德太空飛行中心的「詹姆斯·加爾文」(James B. Garvin)。
目標
繼對金星五次聚焦於遙感觀測的軌道任務(金星15號、金星16號、麥哲倫號、金星快車號、破曉號)後，達芬奇號將成為自1986年以來第一艘以金星大氣層為目標的探測器，達芬奇號將直接測量大氣層三分之二以下的部分。
達芬奇號的科學家們將探索金星大氣層是如何形成以及隨着時間的推移所發生的變化，包括金星上的水發生了什麼。這一發現將有助於科學家理解金星和地球為何在成熟時分別走上如此不同的演變道路，並為其他恆星系（系外行星）中岩石行星的研究提供另一個比較點。
達芬奇號的實地測量將答覆美國國家研究委員會行星科學十年期調查目前為金星實地探險器(VISE)所制定的有關金星大氣組成的多個問題。
目標
- 大氣層起源和演化：了解金星大氣層的起源、如何演化以及與地球和火星大氣層的不同之處。
- 大氣成分和表面相互作用：了解金星上水的歷史和低層大氣層中的化學作用過程。
- 表面性質：深入了解鑲嵌地形的起源及其構造、火山運動及風化史。
探測設備
「達芬奇號」探測器通過對惰性氣體、微量氣體及同位素和溫度、壓力、風的探測以及表面成像，以解決美國宇航局高優先級的科學十年問題。
「達芬奇號」探測器上的金星分析實驗室(VAL)設備將在整個下降過程中提供高保真的協同測量，特別是在高層雲層和未探測的近地表環境中。金星分析實驗室的設計基於好奇號火星車上的樣品分析(SAM)儀器，SAM儀器測量了火星大氣的化學和同位素組成，並發現了火星上首個有機物的確鑿證據[6]。「達芬奇號」上的四種科研設備是：
- 金星質譜儀(VMS)
金星質譜儀擬由美國宇航局戈達德太空飛行中心(GSFC)製造，它將對金星稀有氣體及微量氣體的實施第一次全面的「實地」調查，並有能力發現金星大氣層中新的氣體種類。金星質譜儀類似於「好奇號上的四極杆質譜計(QMS)。
- 金星可調諧激光光譜儀(VTLS)
擬由美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)製造，金星可調諧激光光譜儀將首次對金星目標微量氣體和相關同位素比率進行高靈敏度「實地」測量，以解決有關高層雲和近地環境中化學過程的關鍵科學問題。該設備類似於「好奇號上 火星可調諧激光光譜儀(TLS)。
- 金星大氣結構偵測儀(VASI)
金星大氣結構偵測儀擬由美國宇航局戈達德太空飛行中心(GSFC)使用經飛行驗證的傳感器來製作，它將提供進入和下降期間金星大氣層結構和動力測量，為化學測量提供背景，並確保重建探測器的下降軌跡。
- 金星下降成像儀(VenDI)
擬由馬林太空科學系統公司(MSS)製造，金星下降成像儀將提供下降區鑲嵌地形的高對比度圖像。該設備類似「好奇號」火星車上的桅杆相機、下降成像儀和機械臂末端透鏡成像儀。
另請參閱
- 真相號探測器，提議的金星軌道器，也在探索計劃的候選名單上
- 先驅者金星聯合探測器，以前的金星大氣層探測器(1978年)
- 伽利略號探測器，伽利略軌道飛行器的木星大氣探測器(1995年)
參考文獻
- ^ 金星，地球邪惡的孿生兄弟，向太空機構招手 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. By Shannon Hall, 《科學美國人》. 12 June 2019.
- ^ Brown, Dwayne C.; Cantillo, Laurie. 美国宇航局选择未来关键的行星调查任务. NASA News (Washington, D.C.). 2015-09-30 [2015-10-01]. （原始內容存檔於2015-10-01）.
- ^ 美国航天局公布五项被选作进一步研究的探索计划. 行星學會. 2015-10-01 [2015-10-01]. （原始內容存檔於2020-07-26）.
- ^ 小型天体主宰了美国宇航局最新的探索项目竞赛. SpaceNews.com. [2016-03-04]. （原始內容存檔於2017-01-04） （美國英語）.
- ^ 美国宇航局选择了两项探索早期太阳系的任务. 2017-01-04 [2017-01-04]. （原始內容存檔於2017-01-29）.
- ^ Steigerwald, Bill. NASA Goddard Instrument's First Detection of Organic Matter on Mars. NASA. [2016-03-04]. （原始內容存檔於2021-01-23）.