金星號系列探測器

**金星計劃**（俄語：Вене́ра，發音：[vʲɪˈnʲɛrə]，俄語中「金星」的意思）是 1961 年至 1984 年期間，蘇聯為收集有關金星信息而開發的系列太空探測器，其中 10 艘探測器成功降落在行星表面，包括兩艘維加計劃和金星 - 哈雷探測器，13 艘探測器都成功進入了金星大氣層。由於金星表面極端的環境，這些探測器只能在地表運行很短時間，一般為 23 分鐘到 2 小時不等。

「金星計劃」在太空探索方面開創了許多先例，其中包括首艘進入另一星球大氣層的人造裝置 (1966 年 3 月 1 日的金星 3 號)，首次實現在另一行星上軟著陸 (1970 年 12 月 15 日的金星 7 號)，率先返回另一顆行星表面的圖像 (1975 年 6 月 8 日金星 9 號)，也是第一次用高解析度合成孔徑雷達對行星進行掃描測繪 (金星 15 號於 1983 年 6 月 2 日)。

## 金星系列探測器

### 金星 1 和 2 號

1961 年 2 月 4 日，蘇聯首次發射嘗試飛越金星的探測器，但未能離開地球軌道。按照當時蘇聯不公布失敗任務細節的政策，這次發射以大型衛星的名義宣布，它也被稱為「金星 1VA 號」。

與蘇聯其他一些行星探測器一樣，後來的版本是成對發射，即在緊隨第一艘之後就發射第二艘飛行器。

金星 1 號和金星 2 號原計劃飛掠金星而不進入軌道。金星 1 號於 1961 年 2 月 12 日發射升空，但發射七天後遙測失敗。據信它在距金星 10 萬公里 (6.2 萬英里) 內經過，仍保留在日心軌道上。「金星 2 號」於 1965 年 11 月 12 日發射升空，但在離開地球軌道後也遭遇了遙測失敗。

20 世紀 60 年代初，蘇聯其他幾次飛往金星的探測器發射均遭挫折，但當時並沒被宣布為行星任務，因而沒獲得正式的「金星」稱號。

### 金星 3 到 6 號

金星 3 到 6 號探測器都類似，它們重約一噸，由閃電型助推火箭發射，包括一艘巡航「巴士」和一個進入大氣層的球形探測器。探測器被優化用於大氣測量，但沒有配備任何特殊著陸裝置。雖然希望它們到達地表後仍能正常工作，但第一批探測器幾乎立刻就失效了，使數據無法傳輸至地球。

1966 年 3 月 1 日，當金星 3 號墜毀落時，成為首個撞擊另一行星表面的人造物體。然而，由於太空飛行器的數據探針在穿越大氣時出現故障，因此，此次任務沒有獲取到金星大氣的數據。

1967 年 10 月 18 日，金星 4 號成為第一艘測量另一顆行星大氣層的太空飛行器。雖然蘇聯最初聲稱飛船完好無損地到達了表面，但經重新分析，包括美國水手 5 號探測器在飛越金星第二天獲取的大氣掩星數據，表明金星表面壓力為 75-100 大氣壓，遠高於金星 4 號所設計的 25 個標準大氣壓艙體強度，聲明被撤回。

蘇聯意識到飛船在到達金星表面之前可能會被壓碎，於是發射了金星 5 號和金星 6 號作為大氣層探測器。這些飛船的設計目的是在進入行星大氣層前拋棄近一半的有效載荷，它們分別記錄了 53 分鐘和 51 分鐘的數據，同時在電池失效前通過降落傘緩慢下降。

### 金星 7 號

金星 7 號探測器是第一艘設計用於在金星表面環境下生存並進行軟著陸的探測器。為了確保生存，它建造得過於龐大，安裝在上面的設備幾乎未經測試，而且由於內部切換控制板故障，被卡在「傳輸溫度」位置，使得任務的數據輸出進一步受到限制。儘管如此，系統控制人員還是成功地從攝氏 465°(華氏 869°) 的溫度數據中推斷出了壓力 (90 個標準大氣壓)，這是首次直接表面測量的結果。金星 4 號至 7 號探測器的都卜勒雷達測量到了金星大氣 (超級自轉) 中存在高速緯向風 (高達 100 米 / 秒 (330 英尺) 或 362 公里 / 小時 (25 英里 / 小時)。

「金星 7 號」的降落傘在接近地表不遠前失靈，使著陸器以 17 米 / 秒 (56 英尺 / 秒) 的速度撞擊地面並傾覆，但倖存下來。由於天線未能對準，無線電信號非常微弱，但在電池耗盡前 (通過溫度遙測) 又堅持了 23 分鐘。因此，1970 年 12 月 15 日，它成為首艘從金星表面傳輸回數據的人造探測器。

### 金星 8 號

1972 年發射的金星 8 號配備了一套擴展表面研究的科學儀器 (伽馬能譜儀等)，金星 7 號和 8 號的飛行器與早期的類似，設計升級至探測器 3 任務。著陸器在下降過程中傳輸數據，並在陽光下著陸。它測量了光照強度，但沒有安裝相機，傳輸了將近一個小時的數據。

### 金星 9-12 號

繼宇宙 482 號失敗後，1976 年的金星 9 號和 10 號探測器以及 1978 年的金星 11 號和 12 號探測器都作了進一步的設計改進。它們重約 5 噸，由強大的質子運載火箭發射，包括一艘充當數據傳輸和中繼的飛行器，飛行器安裝有剎車引擎以進入金星軌道 (金星 9 和 10 號，15 和 16 號)，並作為著陸探測器傳輸信號的接收器和中繼站。探測器被安裝在一個球形隔熱罩里，固定在飛行器的頂部。這些探測器為登陸金星表面操作進行了優化的，設計不同尋常，包括一個球形隔間，以確保儘可能長地保護電子設備免受大氣壓力和熱量的影響，下面是一圈用於著陸的減震「衝壓環」，而壓力球上方是一具圓柱式天線結構和一圈類似於天線，但實際上是氣動制動器的寬碟形結構。這些著陸器被設計成至少能在金星表面運行 30 分鐘。不同任務攜帶的儀器各不相同，但都包括有照相機、大氣和土壤分析設備。所有四艘著陸器都有部分或全部相機鏡頭蓋未打開的問題。

金星 9 號著陸器運行了至少 53 分鐘，並用兩台攝像頭中的一台拍攝了照片，另一台相機的鏡頭蓋沒有鬆開。

金星 10 號著陸器運行了至少 65 分鐘，並用兩台攝像機中的一台拍攝了照片，另一個鏡頭蓋沒有鬆開。

金星 11 號著陸器運行了至少 95 分鐘，但相機的鏡頭蓋都沒有鬆開。

金星 12 號著陸器運行了至少 110 分鐘，但相機的鏡頭蓋都沒有鬆開。

### 金星 13 和 14 號

金星 13 號和 14 號 (1981 年 - 1982 年) 各有一艘載有大部分儀器和電子設備的下降艇 / 著陸器，以及一艘用作通信中繼的飛越太空飛行器。設計類似於早期的金星 9-12 號著陸器。它們攜帶了包括照相機、麥克風、鑽頭和地表採樣器以及地震儀等儀器，在著陸後對地表和大氣進行科學測量。同時，也安裝了在下降階段記錄金星大氣層中放電情況的儀器。

這兩艘著陸器降落地點相距約 950 公里 (590 英里)，就位於一處被稱為福柏區的高地東部延伸區東面。金星 13 號著陸器運行了 127 分鐘，而金星 14 號著陸器也運行了 57 分鐘，原計劃設計壽命只有 32 分鐘。金星 14 號不幸將相機鏡頭蓋直接噴射到壓縮性測試臂下方的地表位置，並返回了鏡頭蓋而非地表的可壓縮性信息，著陸器將數據傳輸到飛行器上，飛行器在飛越金星時充當了數據中繼。

### 金星 15 和 16 號

1983 年的金星 15 號和金星 16 號飛行器主要為軌道飛行任務，與以前的探測器類似，但進入大氣層的探測器被表面成像雷達設備取代，雷達成像是穿透金星厚密的雲層所必需的。

### 維加號探測器

1984 年發射到金星和哈雷彗星的維加 (西里爾文: ВеГа) 探測器也採用了金星計劃的基本設計，包括著陸器和可傳送大約兩天數據的大氣層氣球。「維加」是 "Venera"(俄語的金星) 和 "Gallei" (俄語的哈雷) 的合成詞。

## 未來

### 金星 - D

金星 - D 為計劃中的金星任務，將包括一艘高性能軌道飛行器和一架著陸器。就發射到金星的總質量來看，最佳發射時機將出現在 2026 年和 2031 年。金星 - D 可包含一些美國宇航局的組件，包括氣球、測量電漿體的子衛星或是著陸器上長壽命 (24 小時) 地面站。

## 科學發現

從金星探測器獲取的數據中得到了許多有關金星的科學發現。例如，在分析金星 15 和 16 返回的雷達圖像後得出結論，金星表面的山脊和溝槽是構造變形的結果。

## 金星探測器相機的成敗

金星 9 號和 10 號著陸器各安裝有兩部攝像機，然而，在這兩次任務中，都只有一部功能正常，因為二艘著陸器上的第二部攝像機鏡頭蓋都未能分離。金星 11 號和 12 號的設計有所改變，但在這些任務中，所有的相機都失敗了。金星 13 號和 14 號是所有相機都正常工作的著陸器，但不幸的是，金星 14 號上的鈦製透鏡蓋準確地落在了土壤壓縮探針瞄準的區域。

## 金星探測器類型

## 所有金星計劃的飛行數據

## 另請參閱

* 先驅者金星計劃
* 金星 - D—— 太空探測計劃
* 太陽系探測器列表
* 太陽系探索時間線

## 參考文獻

## 外部連結

* 前蘇聯的金星探索 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 蘇聯金星圖片目錄 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 金星 9、10、13 和 14 號探測器拍攝的金星表面圖像
* 《蘇聯和金星》，拉里・克萊斯著，1993 年著
* 金星 - 宇宙百科全書 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）