欧洲的新金星探测器将经受长达数月的灼热的“空气制动”过程

　　欧洲计划中的金星探索任务将依赖于一个具有挑战性的空气制动程序来降低其轨道，这将测试航天器材料的热弹性到极限。预计在21世纪30年代初发射的EnVision任务将研究金星的地质和大气，这颗地狱般的行星曾经看起来很像地球，但由于失控的温室效应，它变成了一个烧焦的敌对世界。

　　欧洲航天局(ESA)在一份声明中表示，为了让EnVision到达其目标轨道，金星表面上方310英里(500公里)(金星表面太热，会熔化铅)，将在两年时间内数千次穿过行星的厚大气层。

　　欧空局的EnVision研究经理托马斯·沃林在声明中说：“如果没有这个漫长的空气制动阶段，目前构想的EnVision就无法实现。”这个货车大小的宇宙飞船将由欧洲未来的阿丽亚娜6号火箭发射，它将无法携带足够的燃料来使用机载推进器在金星的轨道上减速。相反，它将使用空气制动程序，并遵循一个高度椭圆形的轨道，定期将它带到离金星表面最近的80英里(130公里)以内，最远点离金星大约155，000英里(250，000公里)。

　　欧空局之前使用空气制动来减缓ExoMars Trace Gas Orbiter进入火星周围的科学轨道。但火星的大气层比金星稀薄得多，其重力也低得多，这影响了轨道航天器的速度。

　　“金星周围的空气制动将比示踪气体轨道飞行器更具挑战性，”沃林说。“金星的引力大约比火星高10倍。这意味着航天器在穿过大气层时将经历大约两倍于TGO的速度，并且产生的热量是速度的立方。”

　　在金星快车任务的最后几个月，欧空局短暂测试了金星周围的空气制动，最终在2014年螺旋飞向金星并在大气层中烧毁。由于金星快车已经结束了它的任务，航天器控制人员并不担心航天器因高温而遭受的损害。另一方面，EnVision预计将探索金星至少四年。

　　工程师们已经在忙于研究合适的材料，使EnVision能够承受极端的条件。除了在空气制动过程中经历的热量，航天器还将暴露于非常高浓度的高活性原子氧中。原子氧是存在于地球大气层上层的氧的一种形式，由一个氧原子组成。原子氧是所有低地球轨道航天器的克星，在20世纪80年代美国宇航局的几次航天飞机任务中燃烧了热毯。

　　以前的金星任务的观测表明，原子氧存在于金星大气层的上层，其浓度类似于地球周围的浓度。

　　“浓度相当高。一次通过并没有太大关系，但经过数千次后，它开始积累，最终达到我们必须考虑的原子氧流量水平，相当于我们在低地球轨道上经历的，但温度更高，”沃林说。

　　欧空局目前正在测试材料承受EnVision航空制动期间预计的高温和原子氧浓度的能力，并希望在今年年底前选出一些候选材料。

　　“我们希望检查这些部件是否能够抵抗侵蚀，并保持它们的光学特性？—，这意味着它们不会退化或变暗，这可能会在它们的热行为方面产生连锁反应，因为我们有精密的科学仪器，必须保持一个设定的温度，”沃林说。“我们还需要避免剥落或除气，这将导致污染。”

　　金星有时被认为是地球的双胞胎，因为它们的大小相似，最近有点被太阳系探险家边缘化，因为潜在的更适合居住的火星(更可能有生命的痕迹)成为最受欢迎的。但2020年的一项研究发现，该行星富含硫的云层中可能存在生物的痕迹，这引发了人们对金星的新一轮兴趣。

　　除了欧洲，美国宇航局还计划向这颗炙热的星球发送轨道飞行器：达芬奇+和真理号任务，预计将在2028年至2030年之间发射。目前，日本的晓号宇宙飞船正在环绕金星运行，研究其稠密的大气层，试图揭开其恶劣气候的神秘面纱。