1982年3月当维莱里 · 巴苏柯夫(V. Barsukov)和尤里 · 苏尔柯夫(Y. Surkov)从莫斯科机场起飞时,他们的公文包装着计算机算出的结果和一套稀世少见的照片。他们兴奋地工作着度过了长夜的飞行,迎来了第二天的黎明。飞机在美国的休斯敦着陆之前,他们专心致志地准备着一份报告。

当他们完成了报告已视力模糊不清,但是心中无比的欢快。几小时后,巴苏柯夫和苏尔柯夫宣布两颗苏联金星探测器的新发现,震惊了一大群世界第一流的行星地质学家和天文学家。自从金星探测器Veneras13和14穿过酸云,降落在地狱似的金星表面以来已经二周了。

当这两位苏联科学家在靠近约翰逊空间中心的月球和行星研究所夸耀他们取得的成功的伟业时,全场起立欢呼表达了对他们成功的赞扬。后来,该研究所的所长劳格 · 菲力普(Roger Phillips)沮丧地评论道:“那一天将标志着在行星探险方面,优势已从美国移到了苏联。”

从1972年起苏联已经七次在金星着陆,但是1982年的着陆可谓是他们技术的杰作。两颗金星探测器穿过金星凝胶状的大气和忍受了致命的压力完全着陆了。着陆探测器在地狱似的金星表面生存了足够长的时间,拍摄了着陆区域彩色和黑白照片(金星表面大气压比地球大90倍,并且我们这个姐妹行星表面的温度达850°F足以使铅熔化。)

每颗着陆探测器都挖取少量土壤样品,把它们送进微型实验室,除去有毒的大气污染物,然后冷却到像地球上那么高的温度。随后,着陆探测器完成金星泥土复杂的化学分析。所有的数据和照片在转播飞船(母体飞船)消失在金星地平线之前,用无线电波源源不断传给它。

苏联的着陆探测器怎么能操作那么好,降落在这个充满敌意的行星上呢?苏联科学家仅仅提供了有关他们飞船的概貌,但是许多情况还是知道的,更多的情况可以推测出来。从事美国先锋号金星使者研究的宇航局阿迈斯研究中心的远景规划科学家拉里 · 考林(Lary Colin)说:“也许苏联最令人吃惊的成就还不是由于克服了酷热和大气压力所取得的技术上的进步,他们闯进生存之路大门是凭着蛮力。”

1981年12月25日,Veneras13和14载着苏联先进的仪器进入太空。所有苏联典型的金星探测器包括两部分。在到达金星的前二天,放出着陆探测器,剩下的部分称之为母体飞船。它是作为着陆探测器和地球之间传送信息的无线电中继站,它自己也载着仪器围绕金星进行遥控研究。

除了在金星轨道飞行外,苏联人更关注从金星表面获得大量的信息。上述通讯仅限于母体飞船处在着陆探测器视野内进行。但是由于酷热和高压,着陆探测器的生存时间逐渐减少,而母体飞船仍可以很好地工作。

那么,在那种酷热条件下,着陆飞船是如何赢得生存的呢?一个不寻常的空间降温程序使着陆探测器至少可以在金星表面工作二个小时。这是苏联的空间观察员的看法,考林博士和加州喷气推进实验室的专家们亦有同样的猜想。

事实上,安排程序是从地球上开始的,首先把着陆探测器密封起来,其内部用普通空气充到一个地球大气压。

在飞船两部分分开的前二天,母体飞船的阀门打开,让未用完的燃料通过暴露的辐射器流进里面空间。燃料很快冷却,随后通过着陆探测器上的冷却管进行循环。几个鼓风机使着陆探测器内的空气通过冷却管,空气在那里被降温。当冷空气通过着陆探测器回流时就使内部和仪器降温冷却了。

极度冷却采用现代材料,如聚合物已没有什么问题,这种材料不会爆裂。在低温下,微电子学元件可以更好地工作。只有热才能损坏这些元件,而低温不会破坏它们。只要这种过程不中断,飞船所有部件就能降温。这种操作是十分简单的、但是又是十分有效的制冷系统,金星着陆探测器内部的温度至少达-110℉。考林猜想有可能更低。他还说:“着陆探测器同样用不太清楚的重量轻的材料小心绝缘,以形成另一个抵抗金星热浪的屏障。”

当着陆探测器落入金星的“热锅”时,它的内部和十分关键的部件在科学使命完成之前一直是冷的。在Veneras13情况下,完成规定的任务要花127分钟。考林说:“对于一个简单的工作程序二小时是足够了,即使采用最好的现代技术也顶多维持三到四小时。但是,这种技术包括复杂的热交换和许多制冷单元。然而苏联人根本没有做这样精心的设计,即便如此他们仍在继续稳步前进。”

行星地质学家马逊尔斯基(Masursky)说:“苏联人并没有放慢他们的计划。每当我们松懈的时候,他们就跑得更快。他们制定了一个长远的计划,并且在抓紧实施它。”

1982年3月1日,Veneras13在黄色硫黄笼罩的金星云雾中打开了它的降落伞。五天之后Veneras14跟随到来。在距离表面28英里的高度,着陆探测器抛弃了它的降落伞。随着压力的增加,金星的大气是如此的稠密,使得飞船相当稳定而摇晃着向下降落,好像一块大理石沉入清净的胶水中。Veneras13在Phoebe Regio火山形成的高地软着陆。此时,时钟在滴答滴答地走着,中继通讯联系能进行二小时。

稍稳片刻,两台全景照相机的镜头瞄着对面方向,拍照随之开始了。考林博士说:“我们听说他们的成像用的是CCD(电荷耦合器件)系统。估计这个系统是从他们的军用技术移植来的。”

“CCD系统是非光学半导体器件,它能把光转变成电脉冲,这些电脉冲经过处理可以产生图像。成像的镜头可能是高级的蓝宝石晶体,”考林说:“这种物质相当硬,足以经受住金星上的酷热和高压(美国先锋号探测器利用金刚石窗口,仪器仅记录红外波长。而蓝宝石可以滤掉红外波长。)”

在照相时,从Veneras13上伸出两个工作臂,其中一个触到地面,并向下压以记录土壤的弹性;另一个伸进土壤,取出1立方厘米的金星土壤样品,当它回缩到仪器里时,样品被压碎成粉末状。与此同时,其他仪器记录了外界的条件:温度855°F和压力89大气压。这些读数如所预计的相同。探测器内部很小的样品室自动打开接受土壤样品,样品室的条件与外界严酷的条件相同。当样品放入小室内,一个像阀门那样的门砰的一声关上了。有力的小泵呼呼开动起来。当内部降温克服了温升时,样品室很快冷却到86°F,室内压力下降到0.05大气压。一台很高级的X-射线谱仪发出X射线轰击很细的地面粉末样品,然后可读出样品的X-射线致荧光强度,从而指明了样品中存在哪种元素。

“这个X射线荧光样品化学分析仪是至今苏联所尝试的最复杂的事情,”马逊尔斯基说:“并且其中装一个非常精巧的优良的真空泵,可以把样品室从90个大气压抽到合适的真空度。X射线荧光化学分析对压力是十分敏感的,因此苏联人必须安装一个小的样品室以保证正常的实验条件。”

早期的金星着陆探测器装有γ-射线谱仪,它能完成通过窗口的样品组成分析和给出铀、钍和放射性钾的数据。苏联使用的新谱仪比美国在火星登陆的海盗飞船上装的谱仪还简单,它能给出主要元素化学分析的结果,指出Si、Fe、Mg、Ca、Na和其他元素。

因为可容许的通讯时间是很短的,所以在那段时间Veneras13源源不断把数据发出。在那令人难忘的127分钟之后,当莫斯科刚刚黎明时来自遥远星空的无线电波停止了。中继母体飞船已经飞越了金星地平线,Veneras13独自在酷热的金星表面呻吟。

五天以后,Veneras14带着相同的使命,降落在地理上不同的低洼地区。正像巴苏柯夫和苏尔柯夫所报告的,两颗着陆探测器载着相同的设备。苏联人在选择着陆地点方面与马逊尔斯基和其他美国科学家一直密切合作。

马逊尔斯基解释,我们通过其他机会,如用月球样品和参议他们的金星考察计划时与苏联人交换情报。1981年美国通过先锋号轨道探测器和在地球上的雷达研究获得了金星地形图最好的资料。

“以往,苏联人选择着陆点是基于赢得最长的通讯时间,”马逊尔斯基接着说:“这时他们需要更多的科学数据,而我们已经测绘了整个行星,获得了雷达高度和金星高低不平的地形图。”

在看过苏联最初的着陆计划之后,马逊尔斯基推荐了着陆地点,预计在那里能取得好的数据。一处是平缓的低洼地和另一处是大火山的侧面。苏联人赞同从辽阔的地区拍摄照片和进行化学分析能提供有关这个行星组成和历史有价值线索的观点。

“他们在低洼地的着陆点离预想地点差300哩,”马逊尔斯基说:“但还是在过去我们非常希望他们着陆的那种地形区着陆了。”

巴苏柯夫和苏尔柯夫在休斯敦令人兴奋地震示的许多图片表明,Veneras13着陆点是卵石覆盖的熔岩结构。清晰和细致的黑白照片延长显影时间有可能进一步得到改善(没有一艘美国飞船拍摄过金星这样清楚的表面)。

用红、蓝和绿色滤光片成功记录所得到的单色照片清晰度稍差,这就表明天空带有橙红色调。马逊尔斯基说:“我们还不清楚怎么呈现出那么多蓝色。苏联人也没有告诉我们确切的波长,但我们认为在那个拍到的景物中对蓝光的响应可以忽略。美国科学家认为浓厚的金星大气层吸收了蓝色波长。”

Veneras14拍摄的照片还表明,当时发生过一些倒霉的事情。设计用来测定土壤弹性、安装在飞船顶部的工作臂碰掉了照相机的覆盖套。那天取自金星仅有的难得的数据归功于苏联制造的一个物镜。只有那些黑白照片显示出不太清晰开裂的表面。尽管巴苏柯夫没有带来Veneras14拍摄的一张彩色照片,但是他报告那个地区至少有六个不同的断层和鲜明的色彩。巴苏柯夫还说,Veneras14的通讯只持续了57分钟。但没有解释探测器失灵期间或通讯联系期间出现的情况意味着什么。

在休斯敦展示的照片和公布的化学分析结果引起了极大的振动。在这个重要的宣布几个月后、苏联人仅发表了第一批结果。但是,随后苏联人放弃了参加1982年6月在渥太华召开的国际空间会议本来人们期望他们能在会上提供更多的详情。在金星大气沉降期间和借助于中继母体飞船进行测定的详细数据同样秘而不宣。与此同时美国科学家已经听说,着陆探测器舱内小的过荷指示器已经记录了两起事件,也许是与地震有关。但是没有从苏联人那里得到证实。

马逊尔斯基对早起报告评论时说:“我们猜想化学能准确地提供一种组分的分析方法。低洼地被片状的玄武岩覆盖,玄武岩是地球和月球上最普通的岩石。那就意味着金星低洼地非常像地球和月球的低洼地。”

“在火山侧面苏联人发现高钾含量的碱性玄武岩,那也与地球上火山爆发熔岩流里的岩石一样,这些结果恰好是我们希望看到的,”马逊尔斯基接着说:“我们对金星岩石的推断刚好与苏联人分析结果准确符合。这就使我们想到我们对金星形成的想法具有相当的价值。”

这些想法包括如下的可能性,即金星还没有形成板块地质构造,或者说像地球一样还继续进行着缓慢的地质变化。马逊尔斯基和其他人认为,这样缓慢的地质变化仅能发生在有海洋的星球上、在那里喷出的熔岩很快冷却,随后下面大陆矿床呈现空位。金星一度具有相当于地球海洋70%的水,现在金星已成为一个酷热而又缺水的荒原。某些科学家相信地球到某一天也可能由于污染和其他的大气变化会引起一个类似的“失去控制的温室”效应。

行星地质学家想要依靠绕着金星轨道上的一个高分辨的雷达绘图器来验证金星多水理论是否准确。但是这样一个计划直到1981年才为美国宇航局关注,一个低轨道绘图器正在考虑之中,不过到1988年才能发射。

这个机会又留给了苏联人,他们打算1985年重返金星,马逊尔斯基等人已得知了这个消息。“我们正向他们推荐在Scorpion Tail基地和Tail顶部着陆,这距离上次着陆地点还有好长一段路程,”他说:“Scorpion Tail是一块具有特色的陆地,它是称之为Aphrodite terra巨大的金星大陆延伸而来的。假如他们十分准确到达这个地区,我们能发现金星上是不是有高含Si的岩石。那是十分重要的,因为地球大陆是高含硅的花岗石,而且现在我们还不能肯定金星是什么状况。”

1985年重向金星派遣使者能够巩固苏联人在行星科学方面的所有权。到那时他们的两艘飞船将放出几个着陆探测器和3到7个气球通过金星的云层。一艘飞船将继续飞,并于1986年2月与哈雷彗星相遇。

“苏联人认为金星是他们的行星,”考林博士说:“苏联人还认为他们探险金星比其他人做得好,事实上他们的科学是出类拔萃的。”

金星是否仍然是苏联的卫星决定于美国宇航局新的金星绘图飞行器的批准。“与苏联的合作势在必行,因为只有我们双方能担负起探险金星的每一件事情,”马逊尔斯基说:“但是还有竞争。他们可能正试图抢先发射雷达绘图飞行器来战胜我们。我们已经听到了一些谣传……”

[Popular Science,1982年221卷5期]