位于圣何塞学院（Mount Holyoke college）的天文学家 Darby Dyar 在撰写金星任务的提案方面已做得非常出色。
十多年前，她曾参与一个探测器的科学团队，该探测器本应采集有毒大气样本并刮擦金星表面的岩石。NASA 在 2009 年将该任务选为三个决赛入围者之一，但最终选择 采集小行星尘埃。
2015 年，她再次尝试。Dyar 加入了喷气推进实验室（JPL）的 Suzanne Smrekar 领导的一个团队，设计了一个能够从上方绘制金星地貌和岩石类型的轨道飞行器。该任务与另一个穿过金星云层的任务一起，成为五个决赛入围者之一。2017 年，NASA 批准了两项竞争性任务，都前往小行星。“除了两个金星任务，其他都得到了资助，”Dyar 说。“那段经历一直萦绕在我们所有人心中。”
但没有时间自怨自艾，因为更具雄心的任务概念的截止日期只有四个多月。“顽强的科学家核心团队”赶忙将他们 的轨道飞行器构想与大气探测器相结合，Dyar 和 Smrekar 在截止日期当天凌晨 2 点前，一边喝着龙舌兰酒（据 Dyar 说），一边打磨着提案，只为实现访问金星的愿望。他们的计划是仅有的三个获得最高评分的计划之一。NASA 继续推进了另外两个。“那极具挫败感，”她说。
尽管如此，团队还是振作起来，开始为下一次提案征集做准备。这一次，他们可以从容地工作，也不再需要龙舌兰酒。
他们多年来起草和修改金星探索计划的努力终于得到了回报。6 月 2 日，NASA 宣布经过数十年的缺席，他们将重返我们的另一个行星邻居。该航天局已选择资助两个任务，这两个任务是此前被多次否决的轨道飞行器和大气探测器的最终版本。这次决定性的胜利让 Dyar 和其他金星科学界人士欣喜若狂。
“掐我一下！我头两天简直不敢相信，”她说。“我一直以为第二天醒来会发现这是一场梦。”
随着任务设计师继续与 NASA 合作，细节可能会有所调整，但这里是 Dyar 和她的众多合作者试图回答关于金星基本问题的大致计划，包括它是如何形成的，它是否曾有过生命存在的条件，以及它现在的样子。
VERITAS
Dyar 担任第二科学家（Smrekar 担任第一科学家）的第一个任务将于 2028 年发射。金星发射率、无线电科学、干涉测量、地形和光谱仪（VERITAS）航天器将花费约六个月时间飞往金星，然后在轨道上运行约三年。从距离行星 110 到 150 英里（不到国际空间站距离地球一半的高度）的轨道上，VERITAS 将使用两个主要科学仪器来实现两个主要目标。
首先，VERITAS 将使用雷达穿透行星厚厚的云层，扫描其表面，绘制出清晰的地形图。NASA 在 2006 年使用 火星勘测轨道飞行器 为火星完成了这一基本步骤，但金星的探索却落后了。
迄今为止，这颗黄色行星的最佳地图来自 1990 年至 1994 年运行的 麦哲伦号轨道飞行器。它 compiled 的金星雷达图像模糊不清：地图上的每个像素代表金星表面约 12.5 英里。VERITAS 的现代雷达眼睛将能看得更清晰 100 倍，每个像素仅覆盖几十到几百英尺。它还将绘制地形图，将高度精度记录到最近的 15 英尺左右。
这些新地图对于希望了解金星地貌如何随时间变化的地理学家以及设计未来着陆器的任务规划者至关重要。“这是基础数据，”Dyar 说。
其次，航天器将绘制行星的地质图——特别是不同岩石类型的分布，尤其是被认为是构成金星地面大部分的玄武岩和花岗岩。研究人员通常无法直接采集岩石样本，而是通过光谱学来研究物质的构成，这涉及到分析物质反射或发射的光的特定颜色。但金星的岩石隐藏在近乎难以穿透的二氧化碳云层后面，可能是古代海洋蒸发后的残余。
但 VERITAS 的研究人员一次又一次地证明他们不容易气馁。为了应对这一挑战，他们计划利用金星二氧化碳外壳上的一些裂缝。这种分子无法阻挡靠近 1000 纳米的少数几个波长的光线——这恰好有助于识别某些金属，包括铁。
没有人确切知道在像金星这样炼狱般的环境（下层大气足够热以熔化铅，密度是地球空气的几十倍）中，我们熟悉的物质看起来是什么样子，但 Dyar 有几年的时间来找出答案。她的实验室目前正与德国航天局合作，烘烤各种样品，并利用机器学习尝试通过光谱学来检测它们的成分。
DAVINCI+
当 VERITAS 绕金星运行时，它将在任务中期加入 深层大气金星惰性气体、化学和成像探测 Plus（DAVINCI+）的行列。DAVINCI+ 将于 2029 年发射，在经过六个月的飞行后，将花费 16 个月进行一系列金星飞掠，用于调整其位置，以便精确地投送其有效载荷。
在第三次飞掠时，它将把一个探测器直接投放到金星的 Alpha Regio 区域上方，这是被称为“tesserae”的神秘地貌的一个例子。该行星大部分是玄武岩平原，但 tesserae 是较浅的特征，比平原高出约一英里。一些研究人员认为这些高地是金星早期地壳的遗迹——也许是古代大陆的残骸。
分离后不久，将开始一段副首席研究员 Stephanie Getty 称之为“59 分钟的激动人心”的短暂时期。经过 22 个月的定位，探测器将有不到一小时的时间来了解尽可能多的金星大气信息。
行动将在距离地表约 42 英里的高度开始，一个降落伞将减缓一个三英尺宽的金属球体的坠落速度。一个特殊的标签模式将使其以稳定平缓的速度旋转。大约每 600 英尺，探测器将吸入金星空气，并记录该高度存在各种气体的数量，包括氧气、硫、氙气和氦气。
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通过这些数据集，行星科学家希望能填补他们对金星历史认知的巨大空白。行星释放氦气等惰性气体的速率不同，通过测量这些“惰性”气体，研究人员将能够重建金星是如何形成和演化的。
DAVINCI+ 还将探测行星海洋和湖泊蒸发、分解成氢和氧并部分逸散到太空后留下的不同种类的氢。这些分子将告诉研究人员金星是否以及在多长时间内曾具备生命存在的温暖湿润条件。随着天文学家发现数千颗可能与古代金星相似的系外行星，这类问题变得越来越紧迫。“[可能]使其宜居的机制现在可能正在其他行星上运行，”因此我们可以“观察它们的作用，”DAVINCI+ 的另一位副首席研究员 Giada Arney 说。
在约 30 分钟的空中时间后，探测器将下降到约 25 英里的高度。此时，球体将出现在云层下方，使其向下指向的摄像头能够清晰地看到下方的 Alpha Regio。在较低的高度，空气变得越来越浓稠，越来越像液体。被周围晃动的空气托举着，球体将解开降落伞，并自行完成下降的后半部分。该设备将继续拍摄照片并采样大气，直到距离地表约半英里处，利用其最后的空中时间将数据传回上方的母船。传输完成后，任务正式结束。
“我们实际上会和探测器击掌，说‘干得好’，”Getty 说。
但 DAVINCI+ 仍有可能继续工作。Arney 说，这个钛球体预计将以约 30 英里/小时的速度撞击金星表面，这可能致命，也可能不会。万一其电子设备继续运行，探测器应该还能再进行 18 分钟的测量和成像（尽管其相机很可能靠在地面上），然后才会因金星恶劣的环境而失效。
金星的十年
Dyar 希望，经过十年的失望，VERITAS 和 DAVINCI+ 将为金星社区开启一个行动的十年。有了现代地图和数据集，研究人员对金星的了解与对火星的了解之间的差距将开始缩小。然而，要真正赶上，他们还需要登陆表面。以今天的技术，像 Dyar 这样的科学家可以比 2009 年 那时 梦想得更大。她认为有两种主要方式可以探索表面。
第一种是全尺寸着陆器。这种机器可能是一个六英尺宽的球体，上面装满了地质化学仪器，可以在一到五天内生存。
或者 NASA 可以选择小型化。该机构投入了大量资源开发轻巧、坚固、相对简单的机器，称为 长寿命行星际太阳系探测器（LLISSEs），它们理论上可以在金星上运行长达两个月。它们鞋盒大小的设计可以让探测器将小型 LLISSEs 部署到表面，在那里它们可以拍照、感知金星地震或执行任何数量的任务。
下一次任务简介征集将于 2024 年发出，Dyar 期待着这场竞争。
“我希望我们能提交这两种提案，”她说。“然后让最好的提案获胜。”
