達文西+

"達文西+"（DAVINCI+）是美國國家航空航天局（NASA）"發現"計畫框架下的金星大氣層探測任務。該任務全稱為"金星惰性氣體、化學與成像大氣深入調查+"，計畫於2028年至2030年期間發射，預算約5億美元，由戈達德航天飛行中心主導實施。核心科學目標包括分析金星大氣成分演化機制、驗證金星是否存在過古海洋遺蹟、探究失控溫室效應成因等。任務將採用兩次金星飛越觀測和釋放球形下降裝置的技術方案，通過直接測量大氣參數與拍攝地表"鑲嵌地塊"高清圖像，為研究金星氣候劇變提供關鍵數據支撐。這是NASA自1989年"麥哲倫"任務後首次專項金星探測任務。

基本介紹

• 任務性質：行星大氣探測
• 發射時間：2028-2030年  
• 所屬計畫：發現計畫 
• 預算規模：5億美元  
• 技術驗證：紫外成像光譜儀  
• 探測器建造：洛克希德·馬丁  

任務背景

NASA於2021年6月宣布重啟金星探測計畫，選定"達文西+"與"真相"（VERITAS）兩項任務作為"發現"計畫第16次任務組。該任務旨在彌補自1990年"麥哲倫"號結束探測後長達30餘年的數據空白，通過對比金星與地球演化路徑差異，揭示類地行星宜居性喪失機制。

科學目標體系

任務設定三個核心研究維度：

• 大氣演化研究：通過測量稀有氣體同位素比值、溫室氣體垂直分布特徵，重建金星大氣成分演變史
• 地質歷史追溯：分析"鑲嵌地塊"地質構造的高清影像數據，尋找板塊構造活動證據及古海洋存在跡象
• 氣候模型構建：結合大氣密度、溫度廓線測量結果，驗證金星表面溫度達500℃的溫室效應成因假說

技術實施架構

任務包含軌道器與下降裝置兩大子系統：

• 金星飛越觀測階段：軌道器將在兩次飛越過程中，利用紫外光譜儀獲取大氣循環模式與熱輻射分布數據
• 大氣穿透探測階段：釋放直徑1米的鈦合金球形探測器，在63分鐘下降過程中實施分層氣體採樣，採樣間隔精確至100米
• 地表成像系統：下降末端搭載的可見光-近紅外相機，可捕獲解析度達10厘米/像素的"鑲嵌地塊"地表影像

關鍵技術創新

任務引入兩項突破性技術：

• 抗高溫高壓密封艙設計，可承受93倍地球大氣壓的極端環境
• 複合型質譜分析儀，可在下降過程中實時檢測硫化氫、氙同位素等痕量氣體
• 新型導航控制系統，確保下降軌跡偏差不超過200米

國際合作態勢

作為國際金星探測網路的重要組成：

• 與歐空局"展望"（EnVision）任務形成互補，後者側重軌道雷達地質測繪
• 美國國家航空航天局"達文西+"任務與日本"曉"號探測器形成國際探測網路
• 美國國家航空航天局金星探測任務名稱

科學預期成果

任務數據將用於：

• 建立金星大氣演化四維模型，時間解析度達百萬年級
• 驗證"金星早期海洋假說"，測算古海洋存在時間視窗
• 完善溫室氣體濃度與行星表面溫度關聯方程，預測類地行星氣候變遷路徑

歷史意義

作為21世紀30年代金星探測高潮期的關鍵任務，"達文西+"將填補行星科學領域三大認知空白：金星內部結構模型、大氣逃逸速率量化參數、火山活動周期規律。任務成果有望改寫太陽系類地行星演化理論體系。