由美国宇航局戈达德太空飞行中心的比尔·施泰格瓦尔德拍摄
该图显示了安装在达芬奇金星任务的大气探测器中的金星质谱仪的组件
VMS的工作是在探测器下降过程中对气体进行采样、分析，并为我们提供金星大气化学成分的信息以及与地表矿物的可能联系
信用:美国宇航局 金星质谱仪的简称，VMS是达芬奇下降探测器上的五个仪器之一
达芬奇号于2029年发射，这将是美国40多年来第一次进入金星大气层的探测任务
这次任务的目标是探索金星，以确定它是否适合居住，并了解它是如何变得如此不适合居住的
探测器将在金星大气中下降大约一个小时，在着陆前进行化学、温度、压力和风力测量以及红外成像
VMS的工作是在探测器下降过程中摄取气体，对其进行分析，并为我们提供金星大气化学成分的信息以及与地表矿物的可能联系
虚拟机中的子系统允许我们在一个非常小的包中进行复杂的化学实验，这“本质上就像把一个复杂的化学实验室压扁到公文包大小，”查尔斯·阿说
马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心行星环境实验室主任，VMS有效载荷元件负责人
“VMS将为金星的大气成分提供前所未有的测量，”Malespin说
“我们不仅能够确定主要气体的丰度，还将以‘发现模式’进行扫描，在这种模式下，我们可以测量可能以非常低的浓度存在的其他气体
“VMS将测量稀有气体，如氦、氖、氩、氪和氙
惰性气体是一种惰性、无嗅、无色的气体，这种气体不常见，因为它们不会与许多其他元素发生反应，而且由于这些气体长期稳定，可以提供关于很久以前发生的过程的信息
将金星的惰性气体测量值与太阳系其他行星上的惰性气体比率进行比较，可以帮助找到关键信息，以回答关于金星是如何形成的以及它是如何与地球如此不同地进化的问题:金星的形成方式是否与地球相同？金星曾经有海洋吗？如果是，它们是什么时候蒸发的？为什么金星变得这么热？金星什么时候变得这么热了？ VMS系统中的气体入口从大气中收集气体
一些气体将直接用称为“四极质谱仪”的VMS组件进行分析，这是仪器的“机头”
它嗅出一小部分摄入的气体，并将气体分离成单独的成分
质量管理系统起到质量过滤器的作用，允许每个分子被分类，并提供丰度和同位素信息(同位素是相同元素不同质量的形式)
对于浓度低于质量管理体系检测极限的气体，如较重的稀有气体氪和氙，气体通过称为气体处理系统(GPS)的VMS的另一个组件进行化学“富集”，使用一系列化学洗涤器和吸气剂，去除丰度较高的物种，留下丰度较低的物种收集在“冷阱”中
“这个冷阱冻结了没有被净化的气体，有效地增加了可以分析的气体量
然后，VMS将从冷阱收集的所有富集气体发送到质量管理系统进行分析
达芬奇号将会发射一个直径为一米的探测器，勇敢面对金星表面附近的高温和高压，探索从土块上方到可能是过去大陆的地形表面附近的大气
在自由落体下降的最后几公里(如图所示)，探测器将首次捕捉到金星最深处大气的壮观图像和化学测量结果
信用:美国宇航局GSFC可视化由CI实验室迈克尔伦茨和其他人 VMS建立在美国宇航局以前任务中使用的仪器技术之上
“当你要去一个新的地方时，利用以前任务的技术、技巧和经验是非常宝贵的，”Malespin说，他也是火星好奇号火星车上火星样品分析仪器的副首席研究员
“在行星任务的开发和运行中有许多经验教训，拥有不重复错误的经验，并在以前的经验教训上进行改进，是让你的任务变得更好的东西
“VMS将使用与SAM完全相同的质量管理系统，以及非常相似的全球定位系统
“虽然金星和火星非常不同，但我们在SAM方面的经验将有望让我们更高效地工作，并在我们为达芬奇任务构建和准备VMS时利用学到的经验教训，”Malespin说
VMS内的采样子系统必须进行调整，以便在金星极不适宜居住的大气中运行，那里的硫酸云和表面温度足以融化铅
“需要做出一些改变，以确保仪器的关键方面能够在新环境中成功运行并完成科学目标，”Malespin解释道
这些变化包括增加带有过滤器的加热入口，这将保护入口在吸收金星大气中的破坏性气体和云粒子时不会堵塞和腐蚀
“有些地方(在大气中)腐蚀性更强的气体会形成液滴并聚集在入口，可能会堵塞入口
加热的入口将蒸发这些液滴，并允许入口保持没有任何阻塞，”Malespin说
除了VMS之外，达芬奇号探测器还将托管金星可调激光光谱仪(VTLS)、金星大气结构调查(VASI)和金星下降成像仪(VenDI)
所有这些仪器都将在受气候控制的下降球体中，这将保护它们在下降到最深的大气中时免受极端温度和大气压力的影响，这些压力是地球表面大气压力的90倍以上
此外，一个学生合作实验将飞行(VfOx)来直接测量深层大气中的氧气分压
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
