直升机像石头一样掉了下来。它在马里兰州上空下降了1500多米，随着地面迅速靠近，它轻微地扭曲着。虽然这一切都是按计划进行的，但这并没有让詹姆斯·加文感到安心。他也没有意识到他的安全带没有完全系好——这一刻他的心跳加速了。
然后，在离地面仅6米的地方，当飞行员把飞机从坠落中拉出来，爬上天空，却再次坠落时，飞行变得更加疯狂。那天直升飞机降落了十次。每次，加文都会通过敞开的门把摄像机对准地面，试图测量地下采石场的地形——从巨石到光滑的沙层。尽管他的兴趣并不局限于尘世。
加文是美国宇航局戈达德太空飞行中心的首席科学家，该中心位于马里兰州的格林贝尔特。这就是为什么他在2016年8月雇佣了两名飞行员，让一架直升机降落到地面，同时他测试了金星探测器可能拍摄到的东西。这趟痛苦的旅程是值得的：研究人员很想拿到金星的照片，照片上的细节如此之多，以至于景色会变得熟悉起来。“这些照片就像你降落在自家后院一样，”他说。
加尔文并不是唯一一位准备执行这一大胆任务的科学家。目前，全球几乎所有的航天机构都在草拟一项探索我们长期被忽视的邻居的计划。印度空间研究组织(ISRO)将于2023年首次发射一颗人造卫星前往金星。美国可能紧随其后。Garvin和他的同事是少数几个不久将向NASA提出任务的小组之一，如果被选中，这些任务将在2025年起飞。欧洲航天局(ESA)目前正在考虑在2032年向金星发射人造卫星的提议。和俄罗斯航天局俄罗斯宇航局正在与美国合作，大胆的任务发送到地球上任何时间从2026年到2033年，包括卫星、探测器发回短期读数和一个研究站，生存得更久。
这种新发现的兴趣与一个事实形成了鲜明的对比：长期以来，各国都忽视了金星，而更倾向于追逐火星、小行星和其他行星。例如，在过去的65年里，美国宇航局已经向火星发射了11个轨道器和8个着陆器，但只有2个轨道器发射到金星——自1994年以来一个也没有。这并不是因为缺乏科学兴趣。自上世纪90年代中期以来，仅美国科学家就向NASA提交了近30份金星计划。目前还没有一项得到批准。
但探索金星的势头正在增强，部分原因是科学家们表示，它可能掌握着理解行星适宜居住的秘密。曾经是地球的孪生兄弟，今天的金星是一个地狱般的住所，那里的表面温度达到了400多摄氏度，大气压力猛烈下降，足以粉碎重型机械，硫酸云吹过天空。如果研究人员能够解释为什么金星上的条件变得如此致命，这将有助于他们评估天文学家正在银河系中发现的上千个岩石世界中是否存在生命。
随着探索金星的科学依据越来越充分，行星科学家们正在构思研究这颗行星的新方法，并在实验室里建立技术，使其能够在金星表面可怕的条件下存活下来。在印度的带领下，可能很快就会有一系列探测器向太阳的第二颗岩石进发。
“这可能是金星新十年的开始，”巴黎天文台的行星科学家Thomas Widemann说。
我们的邻居是第一个成功的星际探测器的目标(美国，1962年);第一颗行星上的任务坠毁(苏联，1965年);以及第一个成功着陆的外星世界(苏联，1970年)。正是在这次飞往金星的太空竞赛中，科学家们发现了一个炎热而有毒的世界。这可以解释为什么对金星的兴趣减少了。科学家们很快意识到，这颗行星既不是人类未来探索的家园，也不是寻找生命的出口。即使是很短的时间，学习也是非常困难的。
然而在许多方面——体积、密度、化学成分——金星是地球的两倍。最近的研究甚至表明，它可能在30亿年前就像地球一样，拥有适合生命生存的广阔海洋。“这激发了我的想象力，”马萨诸塞州南哈德利的曼荷莲学院行星科学家达比·戴尔说。“如果是这样的话，进化就有足够的时间付诸行动。”
这可能意味着金星是太阳系中(有点令人惊讶)第一颗适合居住的行星——在那里，生命就像在地球上一样有可能出现。仅凭这一点，就有理由回到以前的海洋世界。“火星上只有4亿年的液态水，为什么我们要花这么多时间寻找生命呢？””Dyar问道。“还有维纳斯，她有30亿年的水，没有人爱她。”
然而，毫无疑问，事情出了严重的问题。尽管地球和金星以相似的方式开始，但它们却沿着截然不同的进化之路漫步——也许就在最近的7.15亿年前，它们还在分道扬镳。这似乎是一个不去火星的理由，但科学家们现在认为，这让火星变得更加迷人。如果研究人员能够了解是什么原因导致金星发生如此致命的蜕变，他们或许能够更好地理解是什么原因导致地球成为生命的天堂。
美国宇航局华盛顿总部的科学项目经理阿德里亚娜·奥坎波说：“金星在了解我们自己——我们星球上的生命是如何进化的方面起着关键作用。”
现在，天文学家已经发现了太阳系外的数千颗行星，这是一个至关重要的问题，其中许多是岩石行星，它们围绕恒星运行的距离与金星和地球离太阳的距离相似。这意味着这些世界中的许多可能是类金星的。加州斯坦福大学研究系外行星的天文学家劳拉·谢弗说：“系外行星群落中越来越多的人认识到，对于我们发现的许多岩质系外行星来说，金星是太阳系中最好的模拟物。”
这样一个诱人的问题没有得到解答，很容易理解为什么ISRO重返金星会引起如此多的兴奋。“我很高兴ISRO能这么做，”戴尔说。“我很兴奋，国际社会正在关注金星，并提出任务计划。那太棒了。”
尽管ISRO的任务被笼罩在一片保密的阴云中(《自然》杂志曾多次给项目科学家发电子邮件和电话，但都无济于事)，但很明显，该机构计划发射一个被各种仪器闷死的人造卫星。当印度空间研究组织在去年年底宣布这一任务时，它公布了一份由印度科学家提出的十几个仪器的清单，这些仪器已经被挑选出来，为这次任务提供了一个先机。在这些传感器中，有两个将使用雷达来绘制这颗行星的地图，这可以说是穿透金星浓密云层并从轨道上追踪其表面的最佳方法。
也就是说，ISRO是一个相对年轻的太空机构，成功登陆月球和火星的次数有限。而且，与其他羽翼未丰的机构的项目类似，印度的第一次金星任务可能是一个概念的证明，其重点与其说是科学，不如说是工程。但即使是关于金星的基本信息都缺乏，任何一小步都将有助于科学。
其中一个贡献可能是金星表面特征的新地图——科学上的一个重大进步。最近一次绘制火星地形的任务是NASA的麦哲伦轨道飞行器，它是30年前发射的。尽管这些雷达图至今仍是金星地球科学的基础，但它们显示的地形细节平均水平分辨率仅为每像素10-20公里(图像分辨率可高出两个数量级)。有了如此有限的地形数据，研究人员对金星的地质状况有了模糊的认识，但现有的地图确实暗示了板块构造可能在今天开始起作用。
这是特别诱人的，因为许多科学家认为构造活动是生命的一个重要组成部分。构造板块——地壳中相互连接的板块，像拼图一样拼合在一起——不停地移动，有些板块会滑到另一些板块之下，潜入地球内部，这一过程被称为俯冲。在数百万年的时间里，这一过程通过在大气层和地球深处循环吸热的二氧化碳来防止地球变得太热或太冷。它就像一个天然的恒温器，这可能意味着烦躁不安的行星更有可能孕育生命。
因此，科学家们迫切地想要破译板块构造产生的条件。这就是为什么位于加州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家苏珊娜·斯姆雷卡尔把她的目光投向了金星——尤其是那些看起来与地球上正在发生俯冲的地点惊人地相似的地方。科学家们一致认为，俯冲是走向板块构造之路的第一步，但没有明显迹象表明金星上有大型移动板块——至少在麦哲伦几十年前绘制的地图上没有。例如，构成地球太平洋板块和北美板块之间构造边界的圣安地列斯断层的宽度从几米到一公里不等，太窄了，无法在麦哲伦的地形数据中显示出来。
但未来的地图可能会揭示这些构造特征。斯姆雷卡尔是一项名为VERITAS的潜在任务的首席研究员，她和她的团队将很快向NASA提出这项任务。地球物理任务将使用雷达以比以前更高的分辨率绘制金星的地形——将精度从大约15公里提高到250米——并允许科学家首次发现像圣安德烈亚斯断层这样小的特征。
尽管科学家们不知道他们将发现什么，但他们有可能发现过去板块构造的证据。斯姆雷卡尔说，这样的发现可以解释为什么金星在数十亿年的时间里保持着类似地球的环境——自然恒温器可以控制二氧化碳的排放。这也解释了金星是如何变成地狱的。当板块构造停止时，大气中的二氧化碳含量会增加，并吸收大量热量，使海洋蒸发。
但这只是一个可能的发现。一些科学家热衷于研究这颗行星的大气层，因为它掌握着另一组同样诱人的秘密。
加尔文提出的名为“达芬奇”的探测器将穿过大气层，测量有毒化合物的浓度。稀有气体的同位素，尤其是氙的同位素，可以为科学家打开一扇窗，让他们了解金星的火山历史，并揭示金星是否和地球一样，一开始就有那么多水。“金星的大气层是一个潜伏的实验室，用来告诉我们它的历史，”加文说。“事实上，大气中的大部分测量数据都是不完整的。此外，由于加文可怕的直升机飞行，探测器将拍摄到火星表面的图像，直到撞击前的最后几秒钟。
VERITAS和DAVINCI都将在7月1日参加NASA未来探索任务的竞赛，这是一个低成本的行星探测器系列，每个仅需5亿美元。有传言说他们并不孤单。在数十项研究太空中各种物体的提议中，可能有多达五项金星任务(包括一个气球)。例如，美国宇航局在2015年的最后一次发现竞赛中，在选择两项飞行任务之前，考虑了27项提议——从探索小行星、卫星和太阳系行星的探测器，到拍摄其外层距离图像的望远镜。
在今年年底，政府将选择一些任务进行进一步的研究，并将在两年内选择最终的项目。斯姆雷卡尔和加文都希望他们的每一个任务都能被选中，部分原因是他们在上次的探索竞赛中提出了类似的任务，而且都被选中与其他三个任务一起进行进一步的研究。如果其中一项金星任务成功，它将在本世纪20年代中期发射。
即使在那个时间段之后，金星仍可能是星际活动的中心。欧洲航天局最近选择了一颗名为昂科威的金星探测器，以及另外两颗进入决赛的探测器，作为最早可能在2032年发射的任务。和VERITAS一样，EnVision也是一个轨道飞行器。但与VERITAS不同的是，EnVision将以高达1米的分辨率分析地球的一小部分，而VERITAS将把整个地球的分辨率绘制为15-30米。在这样的精确度下，科学家们或许能够看到苏联留下的着陆器。
他们甚至可以辨别出着陆器所在的岩石类型。这是可能的，因为天文学家在20世纪90年代初发现，某些波长的光可以穿过金星表面的二氧化碳烟雾。一个携带光谱仪的轨道飞行器可以从云层上方分析行星表面的成分。这是一个令人兴奋的前景，尤其是如果科学家能够发现花岗岩的话。
像玄武岩一样，花岗岩是在熔融岩浆冷却变硬时形成的。但与玄武岩不同的是，花岗岩的配方通常需要大量的水，当富含水的海洋地壳下沉到另一个板块之下时，地球上就会发生这种情况。因此，如果发现金星富含花岗岩，它很可能曾经被液态水淹没过。
这可能是迄今为止最好的线索，表明这颗行星曾经是一个淡蓝色的小点，与今天的地球非常相似——这是他们不同故事中的另一个线索。
问题是在金星的大气层中只有五个狭窄的光谱窗口是透明的。由于信息如此之少，科学家们不确定他们能否区分花岗岩和玄武岩。因此，柏林行星研究所的行星科学家Jorn Helbert将两种类型的岩石置于类金星的环境中，并通过这些窄带对它们进行成像。他的实验表明，这两种岩石光谱看起来完全不同，未来的任务可以利用这些窗户。他和他的同事们制造了一种仪器，用这种方法来绘制金星表面的花岗岩。它将在真理号和幻想号上飞行。
为了真正了解金星表面，许多科学家想让一艘飞船在我们的有毒双星上着陆——这一壮举已经有35年没有实现了。尽管苏联向金星发射了数枚着陆器，但幸存下来的着陆器很快就屈服于金星严酷的环境:寿命最长的着陆器只坚持了127分钟。
但科学家们希望打破这一纪录，他们已经设计出了不仅可以持续几分钟，而且可以持续几个月的技术。美国宇航局位于俄亥俄州克利夫兰的格伦研究中心的一个小组正在建造一个空间站，该空间站至少可以存活60天。着陆器将使用碳化硅(一种硅和碳的混合物，通常用于砂纸和假钻石中)制成的简单电子产品，能够承受金星的环境，而不是用它的体积来吸收热量或制冷来对抗恶劣的环境。格伦研究中心的电子工程师Philip Neudeck说:“这是金星探测真正的游戏规则改变者。”
研究小组已经在金星模拟舱中对电路进行了测试，这是一个14吨重的不锈钢水箱，可以模拟金星表面的温度、压力和特定的化学成分。研究人员利用这些结果设计了一种名为LLISSE(长寿命原地太阳系探测器)的固定表面探测器，该探测器将在本世纪20年代中期投入使用，并将提供给其他国家。格伦研究中心的电子工程师加里·亨特说:“任何前往金星的任务都欢迎使用LLISSE。”他和他的团队小心翼翼地设计了一个只有烤面包机那么大的着陆器，使它既小又轻，能够在未来的许多任务中搭顺风车。
尽管它的体积很小，但LLISSE将能够记录温度、压力、风速、风向、地表的太阳能量以及低层大气中的一些特定化学物质。这一过程将持续数月，为金星大气模型提供了至关重要的信息。亨特说:“想象一下，如果一个人想通过外出127分钟来判断地球上的天气。”这是目前金星上所有气象数据的记录。
Roscosmos的科学家们已经迫不及待地想要使用这项新技术。在与美国宇航局的一份联合提案中，他们正在进行一项名为Venera-Dolgozhivuschaya(后者的意思是持久的)的任务，简称Venera-D。这样的任务将包括一系列组件——轨道飞行器、着陆器和长寿空间站。着陆器将包括一些先进的仪器，但只能使用几个小时;长寿命空间站的设计会更简单，但会连续几个月进行测量。空间站很可能是NASA的LLISSE。
至少，这是基线架构——但是任务可能包含更多。今年，Venera-D团队发布了一份报告，涵盖了一些潜在的附加功能，包括一个可以探索多云大气的气球。这开启了在金星上寻找生命的可能性。目前提出的所有其他任务都是为了评估金星过去是否适宜居住。但是气球也许能够在它今天唯一可能生存的环境中寻找生命:天空。
“你可以想象，在充满敌意的高温表面和寒冷的外层空间真空之间的某个地方，存在着适合生命生存的条件，比如金发姑娘，”戴尔说。这一层不仅有宜人的温度，还可能含有营养物质、液态水和来自太阳的能量。如果这颗行星上曾经存在过生命，那么它可能被带到云层中，并在地表变成有毒物质后存活下来。
奥坎波认为，即使没有气球，Venera-D任务的三个主要组成部分也将提供出色的科学依据。她说:“这将是了解金星科学的一个突破性任务。”“我们以前从未有过类似的任务。”
不幸的是，Venera-D还没有被选中，许多科学家对这个问题表示了一些关注，因为它已经被讨论了很长时间，但仍然没有适当的资金。但是莫斯科太空研究所Venera-D项目的首席科学家Ludmila Zasova希望今年这种情况能有所改变。
这并不是唯一一项雄心勃勃的计划。一些美国团队计划将金星项目提交给NASA的新前沿计划和旗舰任务计划，前者的上限为10亿美元，后者的成本更高。由于金星的提案在过去的竞赛中表现出色(通常仅落后于选定的提案)，科学家们认为它们现在很有可能升至榜首。
由于每个太空机构都在关注我们的邻居，金星很可能在未来几十年迎来大批游客。尽管他们都计划以这样或那样的方式来解决可居住性的问题，加文相信无论他们发现什么，都将“超出我们最疯狂的梦想”。也许他们会证明金星曾经是一个海洋世界。或者也许他们会发现它今天在构造上是活跃的。“我们需要找到答案，”他说。“因为她在等着告诉我们一些事情，我可不想错过这个机会。”
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