由于将于本世纪30年代初发射，美国宇航局的DAVINCI任务将调查金星——一个被有毒气体大气包裹的闷热世界——是否曾经像地球一样有海洋和大陆。
DAVINCI由一艘飞掠飞船和一个下降探测器组成，它将专注于一个名为阿尔法地区的山区，这可能是一个古老的大陆。尽管1970年至1985年间，有几艘国际航天器在金星大气层中俯冲，但DAVINCI的探测器将是第一个从金星厚厚的不透明云层下拍摄到这一迷人地形图像的探测器。
但是，对于一个近50年来都没有大气层探测器的星球，一个团队该如何准备这项任务呢？
领导DAVINCI任务的科学家们首先使用现代数据分析技术仔细研究了几十年前金星任务的数据。他们的目标是尽可能详细地到达我们邻近的星球。这将使科学家能够最有效地利用探测器的下降时间来收集新的信息，这些信息可以帮助回答关于金星的进化路径以及为什么它与地球截然不同的长期问题。
在左边，是由NASA的DAVINCI金星任务的科学家们开发的金星阿尔法区域的更详细的新视图，该任务将于21世纪30年代初发射。右边是一张不太详细的地图，它是用美国宇航局麦哲伦号宇宙飞船在20世纪90年代初收集的雷达高度计数据绘制的。地图上的颜色描绘了地形，深蓝色表示低海拔，棕色表示高海拔。为了制作左边的地图，DAVINCI科学团队重新分析了麦哲伦号的数据，并补充了从波多黎各阿雷西博天文台三次收集的雷达数据，并使用机器视觉计算机模型来仔细检查数据并填补信息空白。每张图像上的红色椭圆标记了DAVINCI探测器在前往火星表面收集数据时将降落的区域。Jim Garvin/美国宇航局戈达德太空飞行中心
1990年至1994年间，美国宇航局的麦哲伦号宇宙飞船利用雷达成像和测高技术从金星轨道上绘制了阿尔法地区的地形图。最近，美国宇航局的DAVINICI团队从这些地图中寻找更多的细节，因此科学家们应用了新技术来分析麦哲伦号的雷达高度计数据。然后，他们用三次从波多黎各前阿雷西博天文台拍摄的雷达图像来补充这些数据，并使用机器视觉计算机模型来仔细检查数据，并在新的尺度（小于0.6英里，或1公里）上填补信息空白。
结果，科学家们将阿尔法地区地图的分辨率提高了十倍，预测了地表上新的地质模式，并提出了这些模式如何在阿尔法地区的山脉中形成的问题。
旧数据为新任务提供了许多好处，包括关于早期仪器覆盖的频率、频谱部分或颗粒大小的信息，以便新仪器可以填补空白。
在由马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心管理的NASA空间科学数据协调档案馆，工作人员对旧航天器的数据进行修复和数字化。与现代观测相比，这些古老的数据可以显示行星是如何随时间变化的，甚至可以在任务结束很久之后带来新的发现。例如，由于麦哲伦观测的新视角，科学家最近在金星上发现了现代火山活动的证据。
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这三张照片于2024年3月在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的美国宇航局空间科学数据协调档案馆拍摄。第一张照片显示了阿波罗任务数据堆积的缩微胶卷。中间的图片显示了美国宇航局1964年“水手4号”飞越火星任务的微缩记录。最后一张图片显示的是美国宇航局的皮奥号对木星的看法
1972年3月2日发射的“第10号”飞近外行星任务。
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这三张照片于2024年3月在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的美国宇航局空间科学数据协调档案馆拍摄。第一张照片显示了阿波罗任务数据堆积的缩微胶卷。中间的图片显示了美国宇航局1964年“水手4号”飞越火星任务的微缩记录。最后一张图片显示的是美国宇航局的皮奥号对木星的看法
1972年3月2日发射的“第10号”飞近外行星任务。
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这三张照片于2024年3月在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的美国宇航局空间科学数据协调档案馆拍摄。第一张照片显示了阿波罗任务数据堆积的缩微胶卷。中间的图片显示了美国宇航局1964年“水手4号”飞越火星任务的微缩记录。最后一张图片显示的是美国宇航局的皮奥号对木星的看法
1972年3月2日发射的“第10号”飞近外行星任务。
麦哲伦是第一批被美国宇航局公开访问的行星任务数据在线存储库数字存档的任务之一。但该机构拥有大量数据，其中大部分尚未数字化，可以追溯到1958年，当时美国发射了第一颗卫星“探索者1号”。
数据恢复是一项复杂且资源密集的工作，NASA优先考虑科学家需要的数字化数据。随着三个即将到来的金星任务——NASA的DAVINCI和VERITAS，加上ESA（欧洲航天局）的Envision——太空数据档案工作人员正在帮助科学家获取来自先锋金星的数据，这是NASA在1978年最后一次将探测器送入金星大气层的任务。
阿尔法区是金星上最神秘的地方之一。它的地形被称为“特塞拉”，在外观上类似于崎岖的地球山脉，但更加不规则和无序。
tesserae之所以被称为tesserae，是因为它们类似于几何拼花地板图案，只在金星上被发现，DAVINCI将是第一个详细探索这种地形并绘制其地形图的任务。
DAVINCI的探测器将开始拍摄阿尔法区域——收集迄今为止分辨率最高的图像——一旦它下降到行星云层以下，从大约25英里（40公里）的高度开始。但即使在那里，大气中的气体也会散射光线，就像表面一样，因此这些图像会显得模糊。
金星会吗？
曾经有过像地球一样有液态水海洋的宜居世界吗？这是与我们被笼罩的姐妹世界有关的众多谜团之一。图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心
DAVINCI的科学家们正在研究解决方案。最近，科学家们使用一种新的人工智能技术重新分析了旧的金星成像数据，该技术可以锐化图像并使用它们来计算三维地形图。这项技术最终将帮助团队优化DAVINCI的图像和阿尔法地区山脉的地图。升级后的图像将为科学家提供有史以来最详细的图像——分辨率降至每像素3英尺（约合每像素近1米）——可能使他们有史以来第一次探测到岩石、河流和沟壑等小特征。
“所有这些旧的任务数据都是讲述金星故事的马赛克的一部分，”DAVINCI首席研究员兼美国宇航局戈达德中心首席科学家吉姆·加文（Jim Garvin）说。“这是一部正在制作但尚未完成的杰作。”
通过分析阿尔法地区的表面结构和岩石类型，科学家们希望确定金星的陨石形成过程是否与地球上的山脉和某些火山形成过程相同。
