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导语:金星探索 , 你对金星又了解多少
在压力下揭示地球的秘密在82 年 3 月 , 苏联航天器金星 13 号探测器在金星表面着陆 。 探测器从另一颗行星的表面发回了第一张彩色照片 , 揭示了金星的荒凉景观与其地狱般的大气层相匹配 。 它收集并分析了岩石表面的样本 , 其声学探测器测量了风的振动 。
金星13 发回了一些我们迄今为止掌握的关于金星表面的最佳数据 。 该探测器保持着寿命最长的金星表面任务的记录 。
它只存活了127分钟 。
自80 年代后期以来 , 科学家们一直试图返回金星表面 , 但这次使用的仪器将持续数天甚至数月 。 这就是格伦极端环境钻机(GEER)的用武之地 。
GEER是位于俄亥俄州克利夫兰的宇航局格伦研究中心 (GRC)的格伦极端环境钻机 , 它是一个测试室 , 可以创造类似金星的条件来研究放置在室内的材料如何反应 。
GRC 的航空航天和机械工程师凯尔菲利普斯说:“GEER 是一个适应性很强的设施 , 它不断发展其能力 。 “在过去的测试中 , 我们模拟了从金星表面条件——低地和高地——一直到低层大气到我们预计云层所在的位置 , 以及略高于云层和高层大气的条件 。”
建造持久耐用的航天器
金星13 号、它的双探测器金星14号以及其他八次成功将探测器登陆金星的尝试都落入了同样的困境:温度高于 450°C , 压力约为地球表面压力的 90 倍(90 巴) , 以及以二氧化碳为主的腐蚀性大气 。 在这种情况下 , 可能在火星或月球上存活数年的航天器将在金星上几分钟内分解 , 因为外壳熔化或溶解 , 电线腐蚀 , 以及精密的硬件翘曲 。
空间科学项目负责人麦克说 , 该团队已经“测试了一些东西 , 比如可能用于航天器或航天器周围的基本材料”。 “它们如何与环境相互作用?他们的表现如何?在类似金星表面的环境中 , 它们的特性和功能如何随时间变化?”
测试材料放置在 1 立方米的耐腐蚀不锈钢圆筒内 。 然后 , 测试工程师会提高室内的压力、温度和气体成分 , 并使其稳定数天、数周甚至数月 。 “目前 , GEER 可以复制从接近环境温度到高达 1000° 华氏度(即 537°C)的温度 , ”菲利普斯说 , “它可以复制从环境到粗真空到……94 巴的压力 。 ”
“你可能会认为 , 铜很适合用作电导体 。 事实证明 , 不要使用铜 。 事实上 , 黄金会是更好的材料 。 ”
GEER 的高级电子工程师杰克说:“随着时间的推移 , 我们一直在努力了解哪些材料对长期任务可行 , 哪些不可行 。 ” 例如 , “您可能会认为 , 铜可以用作电导体 。 事实证明 , 不要使用铜 。 事实上 , 黄金将是一种更好的材料 , 因为金星表面和这些温度下的反应性不同 , 而且可行的材料也不同 , 这与地球上标准高温操作中可能看到的不同 。 ”
GEER 自14 年开始运营 , 该团队在设计金星耐用航天器方面已经取得了巨大的飞跃 。 在几年前的一次测试中 , “我们展示了电子设备在金星表面条件下运行了 21 天 , ”亨特说 。 结果证明 , 计算机芯片相当耐用 。 “在此之前 , 就金星表面的电子设备而言 , 其他任何事物持续的最长时间……大约是 2 小时 。 过去 21 天显示出在金星表面探索中可能发生的重大进步 。 ”
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