《夜晚的星空：金星探索》课件

夜晚的星空金星探索金星太阳系最明亮行星，神秘与美丽兼具的天体金星简介太阳系第二行星命名由来太阳系八大行星之一，距英文名，源自古希Venus离太阳第二近腊爱与美之女神人类关注度最早被观测的行星之一，引发多文明研究金星在天空中的亮度倍-

4.915视星等超过天狼星夜空中最亮的天体之一比夜空中最亮恒星亮度高倍2超过木星比太阳系最大行星更明亮金星的位置与轨道日距公转平均与太阳距离亿公里公转周期地球日

1.082225轨道特征内行星轨道几乎为完美圆形轨道位于地球轨道内侧金星与地球的对比金星数据地球数据直径约公里直径约公里•12,104•12,742质量为地球的标准地球质量•82%•重力约为地球的标准地球重力•90%•大气压是地球的倍一个标准大气压•92•金星的晨星与昏星现象晨星日出前东方天空可见转换周期每天循环一次584昏星日落后西方天空可见夜空中的金星观测特点最佳观测时间肉眼可见东西大距期间••/常误认为飞机或日出前或日落后•UFO•亮度可照出地面物体影子最大离角约度••47观测工具肉眼直接可见•小型望远镜可见盈亏•滤镜助观测云层•古代文明与金星玛雅文明巴比伦古希腊德累斯登古抄本记录金星周期阿姆米萨杜卡石板详述金星观测阿芙洛狄忒女神与金星崇拜金星的命名与符号金星符号♀象征女性与铜镜命名Venus罗马神话美与爱之女神文化象征美丽、女性气质的代表金星观测史简述公元前世纪17苏美尔人记录金星观测公元前世纪7巴比伦人系统记录金星出现周期年1610伽利略首次用望远镜观测金星世纪后半叶20航天器实地探测望远镜下的金星不同时期望远镜下的金星呈现不同的盈亏相位，证实了哥白尼日心说金星的运动规律中国古代金星观测最早称呼太白、启明、长庚《史记天官书》首次详细记载太白星运行·宋朝《梦溪笔谈》记录金星昼见现象明清天文观测精确记录金星位置金星凌日年16391首次观测到金星凌日年月日200468现代首次金星凌日年月日201266最近一次金星凌日年月日21171211下一次金星凌日西方天文学界对金星的研究世纪17-18伽利略、卡西尼首次发现金星特征世纪19研究金星摄动定律Le Verrier世纪初20光谱分析研究金星大气成分世纪中期20雷达观测金星表面世纪中期前的金星观念20热带丛林行星曾被想象为有湿热丛林的星球恐龙栖息地幻想中的金星蒙上神秘恐龙色彩外星文明科幻文学中常作为外星人故乡金星太空探测概览苏联金星计划系列VeneraVenera13-14首次彩色照片、表面分析Venera9-12首次表面照片、大气分析Venera7-8首次软着陆、数据传输Venera1-6初步轨道和大气探测第一张金星表面照片技术突破科学发现于年传回地表多尖锐岩石•Venera91975•存活时间分钟岩石结构与地球不同•53•度单色全景图像天空呈橙色•180•分辨率仅像素宽无明显风化痕迹•450•美国水手号（）2Mariner2历史地位科学发现年飞越金星确认极高表面温度•1962•首个成功的行星际探测器几乎无全球磁场••大气中几乎无水分•首次探测另一行星•技术特点重量仅公斤•203搭载微波与红外辐射计•太阳风检测仪•麦哲伦（）雷达成像Magellan年，麦哲伦号利用雷达绘制了金星表面，清晰呈现山脉、火山和地形特征1989-199498%欧洲金星快车（）Venus Express云层动态电磁现象追踪云顶风与云微物理观测闪电与等离子体活动大气研究温度变化探测大气垂直结构绘制地表温度全球图谱日本晓号（）Akatsuki紫外与红外成像大气超旋转研究云层活动监测不同波段拍摄金星云发现大气以倍行星记录不同高度云动态60层自转速度运动金星探测计划NASA2020sVERITAS DAVINCI+高分辨率三维地形图大气化学组成测量••表面成分分析云层结构探测••活火山与地质活动监测阿芙洛狄特区域表面成像••（合作）EnVision与欧空局合作•全球雷达地形绘制•大气与表面相互作用研究•金星任务成果对比国家机构突破性成就主要贡献/苏联俄罗斯首次着陆、表面照表面与大气基础数/片据美国全球雷达地图地形与地质活动理解欧空局长期轨道监测大气动力学研究日本大气超旋转研究云层物理学理解无人探测器的挑战极端高温表面高温，普通电子元件立即失效460°C巨大压力个地球大气压，相当于海底米92900腐蚀性环境硫酸云层与其他腐蚀性化合物生存时间短探测器存活最长仅分钟（）127Venera13金星的物理参数金星自转特性天逆行自转太阳西升东落243自转一周所需时间，从北极上方看为顺时与地球相反的日出日比公转还长针方向落方向金星的昼夜长短极长的一天一昼夜等于地球日•117太阳在天空移动极慢•一年只有两次日出日落•阳光暴晒超过小时•1400金星极长的昼夜周期与逆行自转使其一年只经历约两次日出日落金星的表面温度°462C95%平均表面温度温室效应贡献足以熔化铅温室气体导致极端高温°20C日夜温差极小的昼夜温度变化金星的地狱表面硫酸云层活火山遍布巨大压力厚云层挡住阳光岩浆活动塑造地表相当于地球海底米90%900金星地貌与火山火山分布麦哲伦探测发现多个火山1600最大火山马特山高公里Maat Mons8熔岩流最长熔岩流超过公里6000特殊构造冠状结构为金星独有coronae金星表面岩石类型玄武岩主要表面岩石花岗岩类高地区域可能存在富铁矿物火山活动带来的特殊矿物金星撞击坑分布稀少分布仅个大于公里的陨石坑9353地质年轻表面平均年龄约亿年7缺小型撞击坑大气烧毁小型陨石周期性更新全球火山活动周期覆盖表面金星地质活动热柱活动冠状结构地幔物质上涌，不同于地球板块构热柱上升形成特殊环形地貌造火山喷发表面变形周期性全球火山活动更新表面造成陡崖、山脊和断层金星磁场缺失的全球磁场太阳风交互几乎无全球磁场太阳风直接撞击电离层••仅地球磁场的倍形成感应磁场•

0.0001•极慢自转导致核心发电机作用弱高空大气被太阳风剥离••缺乏板块构造散热与彗星相似的磁尾••金星厚重的大气层二氧化碳氮气占比2占比

96.5%

3.5%水蒸气二氧化硫3仅约约20ppm150ppm金星云层与风暴金星云层厚达公里，主要成分为硫酸滴，呈现复杂层状结构，风速可达每小时公里70360金星温室效应温室气体积累大量二氧化碳导致热量累积热量反射红外辐射被反射回表面温度上升循环更多气体释放，温度持续上升极端高温形成形成宇宙中最强温室效应金星与地球温室效应对比参数金星地球二氧化碳浓度

96.5%

0.04%温室气体总量约万亿吨约万亿吨93表面温度462°C15°C云层反照率76%30%金星大气循环超级旋转极区漩涡哈德莱环流大气以倍行星自转速度运动南北极形成双重漩涡赤道至极地的热量传输60金星极光与电现象夜侧弧光大气闪电金星快车发现探测到无线电脉冲••与地球极光不同机制存在科学争议••太阳风电子与气体碰撞低频电波信号••静电放电火山灰与硫酸滴摩擦•低层大气静电荷积累•红外振动分析发现证据•金星的季节与气候特征极小的轴倾角仅度，几乎不形成季节3接近圆形轨道离心率仅，日距变化小

0.007全球均匀高温3极区与赤道温差不超过30°C金星科学之谜姐妹行星差异之谜为何金星与地球差异巨大？水消失之谜曾经可能存在的海洋去向？逆向自转之谜为何金星自转方向与其他行星相反？全球更新之谜是否存在周期性全球火山爆发？已有发现磷化氢之争年研究质疑与反驳2020英国科学家团队宣布多个团队提出质疑••在金星大气中探测到磷化氢可能为硫化物干扰••地球上磷化氢与生物活动相关数据处理方法有争议••引发生命可能性讨论需更多观测验证••金星的重生假说初始形成亿年前形成，类似地球45可能海洋期亿年前可能有液态水20-30全球灾变亿年前发生全球火山喷发7-8现今状态地表完全更新，原始特征消失金星未来探索计划多国正积极规划金星探测任务，美俄欧印等航天机构计划在年间发射新一代探测器2020-2030金星与地外生命云层微生物假说公里高空温压适中50-60极端环境适应2可能存在硫酸环境适应生物古代宜居性亿年前可能适合生命存在20金星趣味冷知识时间悖论硫酸雨金属雪金星的一天比一年还高空下硫酸雨，但无高山顶覆盖金属矿物长法到达地表雪熔化金属表面温度足以熔化铅总结及展望未来突破新一代探测使命将解答关键科学疑问当前研究多国探测计划继续揭开金星神秘面纱过去发现六十年太空探索积累丰富科学数据科学意义研究金星助理解地球气候与行星演化。