科技猎奇客 NASA DAVINCI 探测器如何穿越金星地狱般的大气层
NASA 金星 DAVINCI 空间探测器计划于 2029 年发射。发表在《The Planetary Science Journal》期刊上的论文介绍了探测器将会如何穿越金星地狱般的大气层。在抵达金星之后，探测器将穿过大气层（YouTube）在降落到表面前的一小时中摄取大气气体。DAVINCI 是一个飞行的化学实验室，它将使用内置仪器分析金星的大气、温度、压力和风速，同时拍摄几张穿越行星地狱的照片。研究人员表示，如果在进入大气之后能幸存下，探测器将（有望）降落在阿尔法雷吉奥山脉（Alpha Regio），该山脉的面积与得克萨斯州大致相当。在理想条件下，探测器将在着陆后运行 17 至 18 分钟，但实际上它并不需要在金星表面运行，因为所有宝贵的数据已在降落期间收集完成了。
金星探测任务最大的问题是热，因为其表面温度可能高达 475 摄氏度。如此高温足以熔化铅，会对电子设备造成严重破坏——金星表面的大气压力约为 95 巴——差不多是地球表面大气压的 100 倍，因此针对这种环境设计探测器有点像建造潜艇。为了尽可能地延长探测器的工作时间，它被设计成球形并覆有厚厚的钛壳以承受压力并隔热。在这个外壳内部有更多由特殊材料制成的隔热层，特殊材料包括 astroquartz，这是一种由熔融石英制成的纤维，然后填充二氧化碳气体以保护高压电子设备免受火花影响并防止在发射期间出现任何地球气体泄露。
这个球形探测器还将有一个摄像头，用于拍摄金星表面的高对比度图像，之后可以用这些图像构建 3D 地图。但是，要想让摄像头从金属球体内部向外拍摄，你需要一个窗口。玻璃并不是对付极高压环境的好材料。这就是为什么 DAVINCI 的窗户不是用玻璃而是用蓝宝石制成的原因。研究人员知道金星的云中有硫酸液滴——硫酸会腐蚀材料。对于将沉降的球形探测器连接到降落伞的凯夫拉尔纤维挂绳来说，这是一个特别值得关注的问题。因此，为了测试挂绳是否能够承受这样的酸性环境，工程师不仅仅将它悬挂在几滴酸中——而是在挂绳的整个表面都涂上酸液，然后测试挂绳的拉拔强度，以确保它能坚持足够长的时间，即使在最坏的情况下，也能让探测器穿过金星大气层。
金星探测任务最大的问题是热，因为其表面温度可能高达 475 摄氏度。如此高温足以熔化铅，会对电子设备造成严重破坏——金星表面的大气压力约为 95 巴——差不多是地球表面大气压的 100 倍，因此针对这种环境设计探测器有点像建造潜艇。为了尽可能地延长探测器的工作时间，它被设计成球形并覆有厚厚的钛壳以承受压力并隔热。在这个外壳内部有更多由特殊材料制成的隔热层，特殊材料包括 astroquartz，这是一种由熔融石英制成的纤维，然后填充二氧化碳气体以保护高压电子设备免受火花影响并防止在发射期间出现任何地球气体泄露。
这个球形探测器还将有一个摄像头，用于拍摄金星表面的高对比度图像，之后可以用这些图像构建 3D 地图。但是，要想让摄像头从金属球体内部向外拍摄，你需要一个窗口。玻璃并不是对付极高压环境的好材料。这就是为什么 DAVINCI 的窗户不是用玻璃而是用蓝宝石制成的原因。研究人员知道金星的云中有硫酸液滴——硫酸会腐蚀材料。对于将沉降的球形探测器连接到降落伞的凯夫拉尔纤维挂绳来说，这是一个特别值得关注的问题。因此，为了测试挂绳是否能够承受这样的酸性环境，工程师不仅仅将它悬挂在几滴酸中——而是在挂绳的整个表面都涂上酸液，然后测试挂绳的拉拔强度，以确保它能坚持足够长的时间，即使在最坏的情况下，也能让探测器穿过金星大气层。