第1章 正文(1)

主持人：

各位晚上好！说起金星，大家都有许多美丽的联想。在中国古代，金星被称作“太白”或“太白金星”，在外语中则译为“爱与美的女神”；在天空中它是除了太阳和月亮之外最明亮的一颗星星。所以它在史前就被人们知晓。今天我们有幸请到了北京大学地球与空间科学学院的焦维新教授，为我们揭开金星神秘的面纱。焦维新教授编著了《空间探测》、《太空探索》和《空间天气学》等教材，是空间探索和空间天气学方面的专家，他曾多次被中央电视台邀请参加太空探索方面的专家访谈节目。本次关于“金星快车”的讲座，希望大家能有所得。现在有请焦教授来为我们做这次讲座。

焦维新教授：

今天我给大家讲这么一个问题：关于探索金星和火星的奥秘。我们为什么把金星和火星一起来给大家介绍呢？因为金星和火星都是太阳系的类地行星，是和我们地球相距最近的两个邻居，而且这两个邻居的特性相差特别大。现在大家都十分关注地球环境的变化，我们地球的环境将会朝着什么样的方向发展呢？我们不仅要了解地球本身环境的变化，也要借鉴金星和火星——我们的邻居，它们演变的历史。从它们的演变历史中，我们地球人会得到什么样的启发呢？所以，我把这两个问题结合在一起讲。

我主要讲两方面的内容：一是揭开金星神秘的面纱；二是为了在火星上寻找水和生命，人类进行了哪些活动，以及这些活动所取得的重要进展。

我们为什么说“揭开金星神秘的面纱”呢？最主要的就是因为金星有厚重的大气层，应当说在太阳系所有的行星中，金星是离我们地球最近的一颗行星，我们在地面上可以用望远镜很清晰地看到金星。但是，无论望远镜有多好，都看不清它地表的形态。我们通过可见光、红外、紫外等多波段进行遥感观测，仍然看不清它的地表面目。所以，人们猜测它的大气层一定非常厚。我们下面介绍有关金星的几方面问题：金星的基本情况，金星的特殊点，再介绍一下金星探索的历史，就是它的面纱是怎样逐步被揭开的。虽然我们人类对金星进行了大量的探测，但是还有很多未解之谜。最后我介绍一下刚刚发射的“金星快车”的主要任务。

方才主持人已经提到：金星在我国有许多传说，在古代它被称为“太白”或“太白金星”。可能许多人都了解“太白金星”这个传闻，“太白金星”好像是一个非常善良的老神仙，我们看孙悟空大闹天空时，他对孙悟空一直都是很友好的。古希腊人把金星称为“阿弗特洛忒”，是“爱与美的女神”之意，在罗马神话中，“爱与美的女神”就是“维纳斯”，所以，金星在英文中就是“Venus（维纳斯）”。金星的符号就是一面镜子，因为美女嘛，最爱照镜子。那汉语中为什么把它称为“金星”呢？是不是“金子”之意呢？中国古代人命名时，是从“五行学说”引进的。“五行”即“金、木、水、火、土”。“金”是“五行”中的一个元素。按照中国古代的哲学观，世界就是由这五大元素组成的。而“金星”是“金”这个元素构成的。

有关金星的歌与图很多，最典型的就是维纳斯的图片，我们常说金星是地球的姐妹，这确实有一定的道理。地球到太阳的距离是1个AU（地球到太阳的距离称为1个天文单位，记为1个AU），而金星到太阳的距离是0.72个AU，金星距地球只有0.28个AU。所以，金星是离地球最近的一颗行星，它的质量和密度都和地球很接近，赤道半径是地球的0.95倍，所以，称它为“地球的姐妹”确实有一定的根据。从图上看，金星和地球在外表形态上也非常接近。

现代人经过初步的探测，也了解到金星表面的一些特征。现在我们知道：它的表面比较平坦，除少数高的地区之外，高峰差比较小，高地占8％，低地占27％，平坦的地面占65％。由于用望远镜看不清金星表面的情况，所以，大家看到的有关金星的图片一般是由美国“麦哲伦”号雷达卫星获得的。

前苏联发射了16个金星系列探测器，“金星14号”落到了金星的表面，得到了金星近距离的图片。经过探测发现，金星也有陨石坑。目前所知道的最大的陨石坑直径达280公里。另外，还有一些特殊小山，比如“冕”。什么意思呢？它是金星上大而平坦的环形结构的绰号。金星上这种结构很多，直径也很大，有230公里、350公里的等等。也有一些结构，像雨后的大蘑菇一样，图片上的一些这样的结构平均直径为25公里，最高的750米，这些是一种特殊结构的“山”，由雷达卫星探测得到，在金星表面也有一些比较高的山。“麦哲伦”飞船从金星飞过时，对金星表面进行了探测：金星表面的山不是那么陡峭，也不尖锐，山顶也比较平坦，国外的一些重要的行星探测器都是用古代一些知名的科学家的名字来命名的。麦哲伦是探险家，是第一个环地球航行从而有很重要的发现的人。给航天器取名“麦哲伦”，意为要探索未知的世界，确实，到目前为止，“麦哲伦”获得的有关金星的信息是十分丰富的。

金星的大气层可以与地球的大气层做一下对比。金星是除太阳、月亮之外，从地球上看最亮的一颗星星。

金星表面虽然也有高地，但总的来看，还是比较平坦的。

两周前发射了“金星快车”。为什么称为“快车”呢？是否因为它的速度比其他的飞船要快呢？倒也不是，是因为它研制的速度十分快，它利用了“火星快车”和“罗塞卡”飞船的仪器，所以这个探测器，从立项到发射只用了四年的时间，研制速度非常的快。“金星快车”携带了7个仪器，只有一个仪器是专门为这次“金星快车”研制的，其他都是由“火星快车”和“罗塞卡”飞船所携带的，但是有些方面不太适合金星探测的需要，做了一些调整，但大的方面没有什么变化。

现在我们知道：它的表面大气层是92pa，地球表面大气是1pa，所以金星平均是地球的92倍，而且96.5％都是CO2，我们称之为“温室气体”。为什么称之为“温室气体”呢？其实，“温室气体”不光是CO2，水蒸气也属于温室气体。CO2和水蒸气等可以让可见光等穿过从而到达地球表面。但是，当热量向外反射时，温室气体可以将其吸收并积聚，从而使地球像被装在一个温室里一样。温室气体在地球上比例非常小，可是金星92个大气压大部分都是温室气体。金星大气层中也曾经探测到闪电，“先锋金星”1号、2号是美国发射的两艘飞船，这两艘飞船到达金星以后，又发射探测器进入大气层，对金星大气层进行了探测，发现金星大气层内有闪电，而且有的闪电持续长达15分钟，但是并没有雨滴，下的液体如硫酸一般。

金星的最大特点，我们形象地把它概括为“四大怪”。第一怪是一天比一年还长。金星的公转周期是224个地球日，自转周期是243个地球日，我们平时用“度日如年”来形容时间过得慢，但是对金星来说，一天比一年还长！它转动得非常非常慢，缓慢也给它带来了一些问题。地球磁场是由于导电的岩浆在转动时形成的电流产生的。由于金星自转非常慢，电流非常弱，所以产生的磁场就非常弱。地球的磁场可以看做是人类的生命保护神，它防止从太阳及宇宙来的带电粒子到达地球表面。但是，由于金星磁场十分弱，带电粒子就可以直接进入大气层，水挥发后变成水蒸气，水蒸气在粒子的作用下分解成氧离子和氢离子，进而被太阳风带走，造成水的流失。为什么转得非常慢？目前并无十分确切的说法，有一种说法称，金星刚形成时受到一个比较大的天体的撞击，从而速度变慢。

第二怪是太阳从西边出来。因为金星的自转方向不是自西向东转，而是自东向西转，所以太阳从西边出来，这是从转动方向上分析的。但是实际上，在金星表面，由于有92个大气压和硫酸雾的原因，根本不可能见到太阳，更不用说太阳从哪个方向升起了。

第三怪是“身穿棉衣92件”，92个大气压且大部分为CO2，CO2又是温室气体，所以我们形象地把大气层称为“棉衣”。