人類對太陽系行星的探測首先是從金星開始的,雖然只有約22個探測器成功造訪過金星,但它們已初步揭開了金星的神秘面紗。
金星探測器包括繞金星軌道運行的軌道器和著陸器兩部分。其著陸艙在向金星表面降落期間探測金星大氣的壓力、溫度、密度、風(fēng)速、照度、云層結(jié)構(gòu)和大氣的化學(xué)成分,著陸后直接測量金星表面的各種參數(shù),并考察了金星表層土壤,在著陸點鉆探金星巖層,完成巖樣的化學(xué)分析。其軌道艙除用數(shù)據(jù)遙測系統(tǒng)向地球發(fā)回各種測量數(shù)據(jù)外,還用電視攝像機系統(tǒng)拍攝了金星表面的圖像,并發(fā)回地球。它帶有定向系統(tǒng)、軌道修正發(fā)動機、遠程無線電通信和軌道測量系統(tǒng)以及太陽電池陣電源系統(tǒng)。
蘇聯(lián)在1963年~1984年發(fā)射的金星系列探測器在金星探測方面立下了汗馬功勞,主要任務(wù)是探測金星和金星周圍空間。
從1961年2月12日到1983年6月7日,蘇聯(lián)共發(fā)射16個金星系列探測器,其中,金星1號~8號較小,質(zhì)量在643千克~1184千克之間;金星9號~16號體積較大,質(zhì)量為4363千克~5300千克之間。它們的用途也不一樣,有2個金星探測器飛過金星,4個曾抵金星表面,另外10個在金星表面實現(xiàn)了軟著陸。在20多年的過程中,它們探測了金星大氣的溫度、密度和成分,考察了金星表面和巖層,拍攝了大量金星圖像并發(fā)回地球,取得了許多重要的科學(xué)數(shù)據(jù)。
1961年2月12日發(fā)射的金星1號是第1個飛向金星的探測器。這個探測器重643千克,1961年5月19日~20日在距金星9.6萬千米處飛過,進入太陽軌道后由于通信中斷,沒有探測結(jié)果。
金星2和3號分別于1965年11月12日和16日發(fā)射,首次完成雙星飛行,其中2號于1966年2月27日在距金星 24000千米處飛過;3號于3月1日在金星表面硬著陸,偏離預(yù)計著陸點約450千米。這是航天史上首次實現(xiàn)的空間探測器到達另一行星的航行。
1967年6月12日發(fā)射的金星4號于同年10月18日直接命中金星,它在降落期間測量了金星大氣層的壓力、溫度和成分,第1次向地面發(fā)回探測數(shù)據(jù),并且探明金星不具有明顯的磁場,也不存在輻射帶。
金星5和6號相繼于1969年1月5日和10日發(fā)射,并于同年5月16日和17日落在金星的背陽面。它們在降落過程中測量了金星的環(huán)境參數(shù),并與地球分別保持了53分鐘和51分鐘的通信聯(lián)系。
1970年8月17日發(fā)射的金星7號,于同年12月15日進入金星大氣層,其著陸艙實現(xiàn)了世界上第1次在金星上軟著陸。它發(fā)回的數(shù)據(jù)表明,金星表面的大氣壓強為地球的90倍,溫度高達470℃。
金星8號是1972年3月27日升空的。其著陸艙在同年7月22日在金星的向陽面軟著陸,探測了金星表層土壤,測量了巖石的鈾、鉀、釷的含量,觀測了金星大氣的云層。
1975年6月8日和14日蘇聯(lián)先后發(fā)射了金星9號和10號。它們的著陸艙在同年10月22日和25日先后在金星表面軟著陸,軌道艙分別進入不同的金星軌道,成為繞金星飛行的第1批人造金星衛(wèi)星,并作為無線電中繼站在行星軌道上運行,把著陸艙的測量結(jié)果和金星照片轉(zhuǎn)發(fā)給地球。它們探測了金星大氣結(jié)構(gòu)和特性,首次發(fā)回了電視攝像機拍攝的金星表面圖像,從圖像中能清晰地看到100米遠的景物,在著陸點四周布滿直徑10米不等的石塊。
金星11號和12號是于1978年9月9日和14日分別登天的。其著陸艙分別于同年12月21日和25日在金星表面軟著陸,測量了金星大氣的稀有成分、金星云的氣溶膠結(jié)構(gòu),研究了金星大氣電過程以及太陽和銀河系的γ射線爆發(fā)。
1981年10月30日和11月4日先后入軌的金星13號和14號,于1982年3月1日和5日在金星表面軟著陸。著陸艙攜帶的自動鉆探裝置鉆探了金星巖層,獲得了土樣和巖樣并進行了現(xiàn)場分析,向地球發(fā)回了金星表面的彩色全景照片。
金星15號和16號是最后上天的兩個金星系列探測器。它們于1983年6月2日和7日發(fā)射,其著陸艙于同年10月10日和14日在金星表面軟著陸,向地球發(fā)回了金星的電視圖像。4個月后用雷達高度計在金星軌道上對金星表面掃描,繪制了北緯30°以北約25%金星表面的地形圖。
金星探測器為人類認識金星作出了重要貢獻。
全能“水手”聞名天上
“水手”探測器是美國航宇局早期發(fā)射的行星和行星際探測器系列,其主要任務(wù)是探測金星和火星及其周圍空間。1962年7月22日~1973年11月3日共發(fā)射10個,其中3個飛向金星,2個成功;6個飛向火星,4個成功;另1個是對金星和水星進行雙星觀測,成為世界第1個雙星觀測器。
“水手”探測器的主要任務(wù)是探測金星和火星及其周圍空間。該探測器質(zhì)量0.5噸,基本結(jié)構(gòu)是鎂合金做成的八面棱柱體,直徑1.5米,內(nèi)部分8個隔艙,主要電子儀器都裝在這里。棱柱外面有4個太陽電池翼,能提供500瓦~800瓦電力給儀器工作。四周裝的百葉窗用于自動控制溫度。控制姿態(tài)用氣體噴管。
美國在1962年8月27日發(fā)射的“水手”2號探測器,于同年12月14日從距金星3500千米處飛過時,首次測量了金星大氣溫度,拍攝到了金星的照片,它是第1個成功探測金星的探測器。
水手5號于1967年6月14日發(fā)射,拍攝發(fā)回4000多幅金星照片。
1973年11月3日發(fā)射的水手10號在1974年2月5日距金星5760千米處飛過,借助金星引力場飛向水星。水手10號是第1個探測金星和水星兩個行星的探測器。它于1974年2月5日到達金星軌道之后,借金星引力場加速,于3月29日與水星交會。
總之,“水手”是探測宇宙的多面手。
名副其實的“先驅(qū)者”
天文衛(wèi)星的問世使人類可以不受大氣層的阻擋,全波段觀測宇宙,但它無法走近地外星球進行詳細的就近考察乃至實地勘探。為此,科學(xué)家又研制成功空間探測器。它能飛出地球,對月球和行星及行星際空間近距離觀測甚至著陸采樣,從而獲得更豐富的資料。
美國“先驅(qū)者”是世界上第1個行星和行星際探測器系列,自1958年10月12日到1978年8月8日共發(fā)射13個,這其中前4個未進入預(yù)期軌道,僅獲部分成功。該探測器對人類深入了解宇宙奧秘具有開創(chuàng)性意義。
1978年5月20日發(fā)射的先驅(qū)者-金星1號軌道器是美國第1顆人造金星衛(wèi)星,探測器上的雷達拍攝了金星背面圖像。同年8月8日發(fā)射的先驅(qū)者-金星2號探測器進入繞金星軌道后首次成功釋放了4個錐形金星大氣探測器,它們分別從4個方向降落在金星表面,發(fā)現(xiàn)金星云中有大量二氧化碳和硫酸,含硫氣體噴射到離金星表面70千米高處。
從上述可見,“先驅(qū)者”探測器確實是宇宙探測的先驅(qū)。