60年前：水手2号首次探索金星

1962年12月14日，水手2号在飞越金星时完成了对另一颗行星的首次成功近距离观测。该航天器由美国国家航空航天局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室（JPL）管理，在其飞行过程中，不仅对该行星，而且对行星际空间都有了几项重要的科学发现。然而，事实证明，通往金星的道路绝非易事。当时科学家对金星的了解相对较少。由于与地球大小相似，科学家们经常称这两颗行星为“姊妹行星”。由于金星的轨道离太阳更近，大多数科学家认为金星的表面更温暖，气候与地球热带相似。然而，当时在加州大学伯克利分校的一位名叫卡尔•E•萨根的年轻科学家提出，金星大气层中已知的高浓度二氧化碳造成了失控的温室效应，导致金星表面温度极高。

左图：工程师为水手2号的飞行做准备。右图：水手2号的原理图，显示了它的主要部件和科学仪器。

喷气推进实验室计划、开发并执行了大约一年内的第一次金星任务。为了节省开发时间，喷气推进实验室对当时正在开发的游骑兵号月球探测器进行了改造，以建造金星探测器。447磅重的航天器携带了七台重达46磅的科学仪器，用于研究金星的大气层和温度，寻找可能的磁场，并在金星之旅中研究宇宙射线、太阳风和宇宙尘埃。水手2号以当时每秒8-1/3比特的惊人速度将数据发回地球。这些文书包括：

一种用于测量宇宙尘埃密度的晶体麦克风。

一种用于计算太阳风中低能质子的质子探测器。

两个Geiger-Müller（GM）管和一个离子室，用于测量行星际空间和金星相当于地球范艾伦带（后来被证明不存在）的高能带电粒子。

一种特殊用途的GM管，用于测量低能量辐射，特别是在金星附近。

一种用于测量太阳和金星磁场的三轴磁通门磁强计。

用于测量行星表面及其云顶温度的微波辐射计。

两个用于平行测量金星温度的红外光学传感器。

左图：水手2号下水。中：“水手2号”从地球到金星的行星际轨迹。右：“水手二号”飞越金星的轨迹。

水手1号计划是一个两个航天器的项目，于1962年7月22日首次发射，但其阿特拉斯•阿根纳火箭偏离了航线，靶场安全办公室在飞行的最初几分钟就将其摧毁。工程师们将故障部分归咎于通信软件中符号上的一个丢失的overbar。水手2号于8月27日紧随其后，这次发射成功，飞船在前往金星的途中进入太阳轨道。在110天的旅程中，水手2号发回了有关其行星际环境的宝贵信息，包括确认太阳风的存在，太阳风是一股从太阳发出的带电粒子流。航天器遇到了几个硬件异常，其中许多都莫名其妙地自行修复了。当水手2号接近金星时，它的一个太阳能电池阵列发生了故障，飞行器接近过热的危险，但它仍然足够健康，可以完成科学任务。

左图：水手2号前往金星途中的插图。右图：位于加利福尼亚州帕萨迪纳的美国国家航空航天局喷气推进实验室的两名工程师展示了水手2号飞越金星的数据。

12月14日，水手2号在距离金星21564英里的范围内通过，并继续在太阳轨道上运行，将收集到的数据传回地球。它测量到金星表面的温度为300华氏度至400华氏度，证实了萨根的温室效应预测，大气压力是地球的20倍。未来的航天器将测量更高的温度和压力。科学家们不得不放弃以前认为金星是热带天堂的想法。与地球不同，水手2号发现金星没有明显的磁场，因此没有保护性的捕获辐射带来防止宇宙射线轰击地球。1963年1月3日，该航天器完成了对另一颗行星的首次机器人探测，最后一次发射。

左图：1963年，在加利福尼亚州帕萨迪纳举行的玫瑰巡游锦标赛上，美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）的漂浮物展示了金星和水手2号。右图：JPL中心主任威廉•H•皮克林在白宫向约翰•肯尼迪总统展示了水手2号的模型，美国国家航空航天局局长詹姆斯•E•韦伯在模型后面，水手2号项目经理杰克•N•詹姆斯在一旁观看。

喷气推进实验室的项目经理Jack N.James后来谈到水手2号时说，“还会有其他的金星任务，但永远不会有第一次金星任务。”至于喷气推进实验室，在水手2号的开拓性发现飞行之后，数十次探索从水星到海王星的所有行星的任务。