200多年前,俄国科学家罗蒙诺索夫观测金星凌日,发现这颗离地球最近的行星也有个大气层。于是人们称金星是地球的姊妹星,还想象它的云层下生活着聪明的“金星人”。
1956年,科学家用射电望远镜探测金星,测出它的云层温度在300%以上。“如果金星这么热,金星人怎么生存呢?”于是又有人提出一种美好的幻想:大概金星的上层大气炎热,地面却很凉爽。
在60年代,一位年轻的美国天文学家卡尔·萨根写了20多篇论文,坚持金星表面平均温度在430cC左右,大气压力超过地球海平面大气压力的50倍。有位著名学者却不以为然,愿意冒“赢一赔十”的风险同萨根打赌,他认为金星表面大气压力不超过10个大气压。
1967年,苏联的“金星”4号探测器准备在这颗行星上软着陆,可是在离地面25千米的高空就停止发回信号。有人猜测,这个探测器正好撞上金星上最高山峰。然而2年后,飞往金星的5号、6号探测器也在半空中变成了“哑巴”。这时科学家才相信,这些探测器都是被金星上的高温、高压摧毁的。后来发射的“金星”探测器改进了设计,并且考虑了金星大气层的大气非常稠密,探测器在50千米的高空就扔掉了降落伞,以7米/秒的速度软着陆,均获成功。这个速度接近于地球上跳伞的下降速度。“金星”10号探测器测定的金星表面温度近500℃,大气压力为地球表面的100倍。卡尔·萨根因此以10美元赌注赢得了100美元。
空间探测器为什么
要借助行星的引力作“跳板”?
许多运动项目要借用跳板,如跳水、跳马、高低杠等等。你是否知道发射航天器有时也是需要借助“跳板”的?截至1992年年底止,已有23个空间探测器借用过“跳板”。这“跳板”不是别的,是看不见摸不着的行星引力。
利用行星引力作“跳板”的原理是这样的:经过精确的计算,使探测器从相当近的距离飞越某个行星,这个行星的引力就会改变它的运动方向,并增加它的速度,使它获得飞向其他目标的额外动力。犹如运动员踏了一次跳板。计算得精确的飞行,可以作连续几次的跳跃,创造出一个个飞行奇迹。这是一项十分复杂的科学技术,它要求精确了解“跳板天体”的质量,严格控制探测器的飞行高度、速度、角度,否则就会踏不着“跳板”而失效,或者因飞掠太近、切入角度不当而演出与行星相撞的悲剧。
利用行星的引力作“跳板”,可以较低的初始速度发射航天器而节省经费,又可缩短飞行时间。尤其是同一飞行器的多次“踏跳”,可以飞越太阳系的广大空间。例如“旅行者”2号,它多次使用“跳板”,遍访木星、土星、天王星和海王星;“水手”10号,它先后3次飞越水星,最近时只离“水星”327千米。而“国际日地探险者”3号卫星,利用“月球跳板”的最后一“跳”,竟踏上了探测彗星之路。伽利略号飞船一“踏”金星,二“踏”地球而直飞木星。