金星 13 號於 1982 年登陸金星，並發回了第一張金星表面的彩色照片

蘇聯探測器金星 13 號於 1982 年 3 月 1 日在金星著陸。著陸器在本應在大約 32 分鐘內被摧毀的條件下存活了 127 分鐘。表面溫度達到457攝氏度。大氣壓力相當於海平面地球壓力的89倍。即便如此，該裝置還是發送了第一張另一顆行星的彩色照片。

NPO Lavochkin 辦公室的工程師設計了具有厚壁的模組來承受壓力。內部進行了隔熱處理，並在下降前進行了預冷卻。這種組合使得電子系統的運作時間比預期的要長。結果超出最初預期四倍。

在金星上生存的工程挑戰

金星的大氣層主要由二氧化碳組成。硫酸雲在高空循環。極熱會熔化鉛和鋅等金屬。這種壓力會壓碎常見的結構，類似地球海洋中近千公尺深的情況。

• 著陸器被構造為厚壁壓力容器
• 預冷後保溫延遲內部加熱
• 相機和機械手臂在熱量緩慢滲透的同時運轉
• 船舶經過頭頂時發生資料傳輸
• 土壤樣本分析在內部密封室中進行

這些技術解決方案使設備能夠收集有價值的數據。從那時起，沒有其他探測器能夠複製 Venera 13 的效能。

著陸和地面操作的詳細信息

金星 13 號降落在菲比雷吉奧地區以東的岩石平原上，位置為南緯 7.5 度、東經 303 度。該模組以每秒 7 至 8 公尺的速度接觸地面。著陸後不久，鏡頭蓋被彈出。攝影機開始掃描地形。

當時太陽的高度大約是地平線上方 54 度。由於大氣層稠密，只有 2.5% 的陽光到達地表。環境有強烈的黃橙色調。影像顯示平坦的層狀岩石散佈在薄薄的深色土壤上。

機械手臂伸出，從表面收集材料並將其沉積在保持 30 攝氏度和低壓的內部腔室中。 X射線螢光光譜儀分析了樣品。結果顯示玄武岩類岩石鉀含量較高。

發送的圖像及其揭示的內容

長焦相機使用紅色、綠色和藍色濾鏡以單色序列拍攝全景圖。地球上的工程師將這些數據組合起來形成彩色影像。在 127 分鐘的運行過程中，總共傳輸了 11 張完整全景圖和 10 張部分全景圖。

照片顯示地形平坦，岩石、深色土壤和可見的地平線。模組本身的一部分出現在前景中，包括正在運行的鑽臂。小土粒呈現出微妙的運動，預示著微風的吹拂。

這些圖像仍然是任何任務獲得的唯一的金星表面彩色照片。 1975 年的金星 9 號和金星 10 號僅發送黑白影像。自 20 世紀 80 年代以來，還沒有任何探測器登陸過地球。

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土壤分析和收集的科學數據

Venera 13 採集的樣本被分類為黑素鹼性輝長岩。該材料類似於富含鉀的陸地玄武岩。此分析有助於了解金星地殼的成分。四天后，金星 14 號在約 950 公里外著陸，發現了略有不同的成分。

除了影像之外，任務還記錄了金星風的聲音和對地面的影響。該模組還測量局部溫度和壓力。這些數據補充了有關惡劣環境的知識。

任務持續時間的延長是由於保守的工程餘裕和特定地點稍微有利的條件造成的。隔熱效果比預期的要好。初始預冷卻可以使組件更長時間地保持在工作溫度。

與其他 Venera 任務的比較

金星 14 號於 1982 年 3 月 5 日著陸，運行了 57 分鐘。儘管按照相似的規格建造，但位置的差異解釋了性能的差異。土壤熱導率和當地溫度的微小變化都會影響結果。

之前的金星 9 號和金星 10 號任務也發送過圖像，但沒有彩色。 Venera 13 和 14 代表了傳輸容量和照片品質的顯著進步。它們標誌著蘇聯金星探索計劃的頂峰。

在接下來的幾十年裡，沒有任何航太機構重複在金星表面著陸和長時間運行的壯舉。未來的專案面臨著同樣的熱、壓力和化學腐蝕的挑戰。

蘇聯使命的遺產

Venera 13 證明了從極端環境中獲取直接資料是可能的。這些彩色照片打開了一扇觀察鄰近行星的獨特視覺窗口。四十多年後，它們仍然是金星研究的參考。

著陸器仍然留在原地，暴露在使其慢慢退化的環境中。蘇聯工程師的成就凸顯了針對嚴格物理極限設計設備的能力。意想不到的成功強化了星際任務中保守餘裕的重要性。

研究人員查閱金星 13 號的資料來規劃未來的探索。任務的歷史記錄是了解具有炎熱、稠密大氣層的行星上的工程困難的基礎。