展望號探測器
展望號(EnVision)是一項計劃前往金星執行高解像度雷達測繪和大氣研究的軌道任務[3][1]，這項任務將有助於科學家了解它的地質活動與大氣層之間的關係，並將調查金星與地球為何各自走上如此不同的演化道路。這項任務將和美國航天局合作研究，目前正在評估相互可能分擔的職責。
| 任務類型 | 偵測 |
|---|---|
| 運營方 | 歐空局 |
| 網站 | envisionvenus |
| 任務時長 | 4.5 年 (理論上) |
| 航天器屬性 | |
| 製造方 | 競選中 |
| 發射質量 | 2607 千克 |
| 初運行質量 | 2537 千克 (理論上)[1] |
| 乾質量 | 1277 千克 |
| 酬載質量 | 255 千克 |
| 功率 | 最大 2.35 千瓦 |
| 任務開始 | |
| 發射日期 | 2032年 (建議) |
| 運載火箭 | 阿麗亞娜6.2號火箭[2][1] |
| 發射場 | 圭亞那航天中心(CSG) |
| 承包方 | 阿麗亞娜太空公司 |
| 金星軌道器 | |
| 軌道參數 | |
| 近點 | 220 公里 |
| 遠點 | 470 公里 |
| 轉發器 | |
| 頻帶 | X波段、Ka波段[1] |
宇宙願景計劃 | |
概述
該設想於2018年5月入選最終候選方案，成為歐洲空間局(ESA)」宇宙願景「計劃中第五項中級任務(M5)。該任務將與美國國家航空航天局合作研究的，目前正就科學、技術和方案等方面評估各自需承擔的職責。另一項入圍者的任務設想是」忒修斯衛星「(THESEUS)，一台伽馬射線太空望遠鏡。獲勝者將於2021年選出，並在2032年發射[4][5]。
一旦被選中，計劃中的這項M級任務將於2032年由阿麗亞娜6.2號火箭發射升空，它使用5種尖端設備執行為期4年的測量：一台S波段合成孔徑雷達(VenSAR)、一台地下雷達測深儀(SRS)和一套由三台光譜儀和光譜成像儀組成的設備(VenSpec)：紅外成像儀(VenSpec-M)、紅外光譜儀(VenSpec-H)和紫外光譜儀(VenSpec-U)。展望號還將通過無線電偵測，描繪金星重力場的特徵，本次任務預計費用為5.44億歐元[1]。
」展望號「的首席科學家是理查德·蓋爾(Richard Ghail) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館），倫敦大學皇家霍洛威學院[6]，兩位副首席科學家是柯林·威爾遜(Colin Wilson) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館），英國牛津大學(科學調查負責人)和托馬斯·威德曼(thomas widemann) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館），法國巴黎天文台(項目主管)[2][7]。
科學目標
核心的科學測量包括：特定目標的高解像度測繪、表面變化、地貌、地形、地下、熱輻射、二氧化硫、水、同位素比值、重力、自旋率和自旋軸。具體任務目標是：[1]
科學載荷
理論上的有效載荷由三台儀器和一套無線電科學實驗設備組成[1][2][4]
- 金星合成孔徑雷達(VenSAR)，運行於S波段(9.4厘米波長)頻率為3.2 GHz。合成孔徑雷達將提供幾種極軌成像和測距技術：(1)區域和目標表面測繪；(2)全球地形和測高；(3)立體成像；(4)表面輻射測量和散射測量，(5)表面偏振測量，(6)重複通過干涉測量機會。美國宇航局選定的噴氣推進實驗室s波段合成孔徑雷達(VenSAR)目前正在進行科學、技術和任務評估。合成孔徑雷達(SAR)是一種多功能遙感技術，具有獨特的能力來測定地球物理信息，而其他遙感方法往往無法獲得這些信息。該雷達將多刻度地描述形成金星地質史的結構特徵和地貌證據，以及當前火山、構造和沉積活動的特徵。金星合成孔徑雷達的主要研究者是美國宇航局/加州理工學院噴氣推進實驗室 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）的斯科特·亨斯利(Scott Hensley) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）。
- 金星地下雷達測深儀(SRS）由一個固定偶極子天線組成，工作範圍為9-30兆赫。該雷達將在各種地質地形中探尋地層邊界，包括撞擊坑及充填物、掩埋坑、鑲嵌地塊和它的邊緣、平原、熔岩流及邊沿和構造特徵，以提供不同深度範圍和水平尺度的地層關係。地下雷達測深儀的主要研究者為意大利特倫托大學的洛倫佐·布魯佐內(Lorenzo Bruzzone) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）[2]。
- 金星光譜套件(VenSpec)由三種頻譜設備組成：紅外成像儀、紅外光譜儀和紫外光譜儀。
紅外成像儀將提供岩石類型的成分數據；紅外光譜儀執行極高解像度的大氣測量；而紫外光譜將監測硫化物(主要是一氧化硫和二氧化硫)，以及金星頂端雲層中神秘的紫外線吸收體。該套件也將搜索地表溫度和對流層中代表火山噴發的火山氣體濃度變化，金星光譜套件和紅外成像儀主要研究者是德國航空航天中心行星研究所 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）的 約恩·赫爾伯 (Jörn Helbert) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）；紅外光譜儀的主要研究者是比利時皇家航空航天研究所 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (BIRA/IASB)的安·卡琳·范代爾(Ann Carine Vandaele)；紫外光譜儀主要研究者是法國LATMOS, IPSL的伊曼紐爾·馬爾克(Emmanuel Marcq) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）[2]。
無線電科學實驗
任何繞軌道飛行的航天器都對局部引力場敏感，加上太陽的引力場，在較小程度上，還有其他行星的引力場，這些引力擾動會影響到航天器的軌道速度，從中可測定一顆行星的引力場。「展望號」低偏心率、靠近極地和相對低空的軌道[2]提供了獲得金星表面各坐標點高解像度引力場的機會。引力場和地形的分析可提供岩石圈和地殼結構的見解，使我們能夠更好地了解金星的地質演化。在缺乏地震數據的情況下，對潮汐變形和行星自身運動的測量提供了探測其內部深層結構(內核的大小和狀態)的方法。當「展望號」軌道速度受到擾動時，通過金星產生的重力勢能變化(k2潮汐勒夫數)可對它的潮汐變形進行測量。
無線電科學和重力實驗的二位首席調查員法國南特大學的卡羅琳·杜穆林(Caroline Dumoulin) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）和帕斯卡·羅森布拉特(Pascal Rosenblatt) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）[2].
另請參閱
參考文獻
- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 展望號: 理解為什麼最像地球的鄰居如此不同 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. M5 proposal. Richard Ghail. arXiv.org
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 展望號M5金星軌道飛行器提議：機遇與挑戰 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. (PDF). 理查德·蓋爾, 柯林·威爾遜和托馬斯·威德曼. 第47屆月球與行星科學研討會(2016)
- ^ 欧空局选择了三项新的任务概念进行研究. [10 May 2018]. （原始內容存檔於2019-10-13）.
- ^ 4.0 4.1 歐空局新的軌道飛行器也許能解釋為什麼金星出了如此大的問題 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. 布魯斯·多米尼, 福布斯. 2018年5月8日.
- ^ （[//web.archive.org/web/20180701055254/https://newatlas.com/esa-new-space-missions-three/54518/ 頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） 歐空局將太空任務設想命名為「宇宙視覺任務」. 大衛·桑迪，「新地圖集」.2018年5月7日.
- ^ 對溫室世界新使命的希望.[失效連結] 保羅·林肯, BBC 新聞. 2019年3月22日.
- ^ 展望号—欧洲的革命性金星任务. 展望號. [2019-05-12]. （原始內容存檔於2020-09-17） （美國英語）.
外部連結
- EnVision deployment video （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, produced by VR2Planets （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Creative Commons Attribution license (reuse allowed)