在最近發(fā)表的一篇論文中，NASA的科學(xué)家和工程師提供了有關(guān)該局稀有氣體、化學(xué)和成像深大氣層金星調(diào)查任務(wù)（Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging , DAVINCI）的新細(xì)節(jié)，該任務(wù)將于2031年中期穿過金星的多層大氣到達(dá)金星表面。達(dá)芬奇是第一個利用航天器飛掠和降落探測器研究金星的任務(wù)。

飛行分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室達(dá)芬奇將首次測量金星大規(guī)模大氣氣候系統(tǒng)的關(guān)鍵方面，其中許多自20世紀(jì)80年代初以來一直是金星的測量目標(biāo)。它還將提供金星山地高地的首次降落圖像，同時以軌道不可能的尺度繪制其巖石成分和地表地形。該任務(wù)支持對少量存在的未發(fā)現(xiàn)氣體和最深處大氣的測量，包括氫同位素的關(guān)鍵比例——水的組成成分，有助于揭示水的歷史，無論是液態(tài)水海洋還是早期大氣中的蒸汽。

該任務(wù)的運(yùn)載器、中繼和成像航天器（CRIS）有兩個機(jī)載儀器，它們將在飛掠金星時研究該行星的云層并繪制其高地區(qū)域，還將放置一個帶有五個儀器的小型降落探測器，在其降落到地獄般的金星表面時以非常高的精度提供一系列新的測量結(jié)果。

“這組化學(xué)、環(huán)境和降落成像數(shù)據(jù)將描繪出一幅金星大氣層分層的畫面，以及它如何與阿爾法雷吉奧山脈的表面相互作用，阿爾法雷吉奧山脈的面積是德克薩斯州的兩倍?！薄缎行强茖W(xué)雜志》論文的主要作者、馬里蘭州NASA戈達(dá)德太空飛行中心的達(dá)芬奇首席研究員吉姆·加文說?！斑@些測量將使我們能夠評估大氣的歷史方面，并檢測表面的特殊巖石類型，如花崗巖，同時還可以尋找可以告訴我們侵蝕或其他形成過程的景觀特征。”

達(dá)芬奇將利用金星的三次重力輔助，利用金星的重力改變CRIS飛行系統(tǒng)的速度和/或方向，從而節(jié)省燃料。前兩次重力協(xié)助將為CRIS提供金星飛掠的機(jī)會，在紫外線和近紅外光下進(jìn)行遙感，獲取超過60GB的有關(guān)大氣和地表的新數(shù)據(jù)。第三次金星重力輔助將使航天器釋放探測器，以便進(jìn)入、下降、科學(xué)和著陸，以及后續(xù)向地球傳輸數(shù)據(jù)。

金星的首次飛掠將在發(fā)射后六個半月進(jìn)行，在“正午”的理想照明下，探測器將需要兩年的時間才能進(jìn)入阿爾法地區(qū)的大氣層，目標(biāo)是測量金星的景觀，測量尺度從328英尺（100米）到1米以上。這樣的尺度可以在金星山區(qū)進(jìn)行著陸器式地質(zhì)研究，而無需著陸。

一旦CRIS系統(tǒng)距離金星大約兩天，探測器飛行系統(tǒng)將與直徑為三英尺（一米）的鈦制探測器一起安全釋放。該探測器將在距離金星表面約75英里（120公里）處開始與金星上層大氣相互作用。這艘科學(xué)探測器將在離金星地面約42英里（67公里）處丟棄隔熱罩后開始科學(xué)觀測。隨著隔熱板的丟棄，探測器的入口將吸收大氣中的氣體樣本，以進(jìn)行詳細(xì)的化學(xué)測量，就像好奇號火星車在火星上所做的那樣。在長達(dá)一小時的下降過程中，探測器在離金星地面約100,000英尺（30500米）的云層下一出現(xiàn)，就會獲得數(shù)百張圖像。

“探測器將在阿爾法雷吉奧山脈著陸，但著陸后無需操作，因?yàn)樗斜匦璧目茖W(xué)數(shù)據(jù)都將在到達(dá)地表之前采集。”戈達(dá)德副首席調(diào)查員斯蒂芬妮·蓋蒂說?！叭绻覀兡芤源蠹s25英里/小時（12米/秒）的速度成功著陸，在理想條件下，我們可以在地面上進(jìn)行長達(dá)17-18分鐘的作業(yè)?！?/p>

達(dá)芬奇暫定于2029年6月發(fā)射，2031年6月進(jìn)入金星大氣層。

“之前在金星大氣層內(nèi)的任務(wù)沒有一次像達(dá)芬奇探測器那樣詳細(xì)地測量過化學(xué)成分或環(huán)境?！奔游恼f?！按送猓皼]有任何金星任務(wù)降落在金星的特塞拉高地，也沒有進(jìn)行過金星表面的下降成像。將以惠更斯探測器在土衛(wèi)六所做的工作為基礎(chǔ)，并改進(jìn)以前的金星原位任務(wù)所做的工作，但將具備21世紀(jì)的能力和傳感器?！?/p>

NASA戈達(dá)德是達(dá)芬奇的主要研究機(jī)構(gòu)，將為任務(wù)執(zhí)行項(xiàng)目管理，提供科學(xué)儀器以及項(xiàng)目系統(tǒng)工程，以開發(fā)探測器飛行系統(tǒng)。戈達(dá)德還與來自美國各地的外部科學(xué)團(tuán)隊(duì)一起領(lǐng)導(dǎo)項(xiàng)目科學(xué)支持團(tuán)隊(duì)。像達(dá)芬奇這樣的發(fā)現(xiàn)計(jì)劃級任務(wù)補(bǔ)充了NASA更大的“旗艦”行星科學(xué)探索，目的是通過使用更少的資源和更短的開發(fā)時間發(fā)射更多的小型任務(wù)，從而取得優(yōu)異的成果。它們由阿拉巴馬州亨茨維爾馬歇爾航天飛行中心行星任務(wù)項(xiàng)目辦公室為NASA行星科學(xué)部管理。

達(dá)芬奇的主要合作伙伴包括科羅拉多州丹佛市洛克希德·馬丁公司、馬里蘭州勞雷爾市約翰·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室、加利福尼亞州帕薩迪納市NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、加利福尼亞州圣地亞哥市馬林空間科學(xué)系統(tǒng)公司、弗吉尼亞州漢普頓市NASA蘭利研究中心、加利福尼亞州硅谷莫菲特聯(lián)邦機(jī)場NASA艾姆斯研究中心、亞利桑那州坦佩市的KinetX公司，以及位于安娜堡的密歇根大學(xué)。

參考來源：

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-davinci-mission-to-take-the-plunge-through-massive-atmosphere-of-venus