金星被厚厚的云层覆盖着，这是它在天空中显得如此明亮的原因之一。古代天文学家对我们所知的轨道周期(自哥白尼以来)有了很好的认识；现代测量方法确定金星需要224.65天才能完成绕太阳一周的公转，即金星年。然而，由于云的存在，很难测量金星一天的时间长度，因为观察可见表面特征旋转360度的方法是不可能的。1963年，地球上的雷达观测穿透云层，能够测量到243天的自转速率。更令人惊讶的是，金星在其轴上以与大多数行星相反的方向自转，即所谓的逆行自转。
之后的地面雷达研究得出了长度不一致的值，相差约6分钟。麦哲伦宇宙飞船在1991年完成了487日的轨道测绘计划，得出的正确数字仍然略有不同：243.0185天，不确定度约为9秒。但再之后的任务和地面观测发现，自转速率实际上并不是恒定的，而是似乎有所变化，模型认为，太阳潮汐力矩和表面上的大气阻力至少可以解释部分变化。
了解金星的自转速率对于未来金星着陆器任务至关重要，就像未来十年计划的任务一样。目前自转速度不确定性相当于表面上大约21千米的距离，足够错过一个着陆点。为了减少不确定性，哈佛史密森天体物理学中心天文学家约翰·钱德勒(John Chandler)和他所属的科学家团队，对1988年至2017年间29年的地面雷达观测进行了新的分析。
金星表面的雷达图像，显示了用于测量金星一天长度修正值的表面特征之一。图片：Campbell et al., 2019
得出的结论是，金星年长平均为243.0212+-0.00006天。特别是，不确定性是迄今获得的最小，尽管结果是一个平均值，因为它不反映短期振荡。在接下来的十年里，研究人员预计，进一步的改进将确保2020年代末的金星着陆器任务能够成功。从1988年到2017年收集的地面雷达观测数据中，测量了金星年(LOD)的长度。
使用了地表特征经度的偏移量，该预测基于对麦哲伦任务图像在487天间隔内分析得出的243.0185天周期。研究得出29 年的平均金星年值为243.0212 ± 0.0006天。结果与先前的估计一致(但不确定性较小)，包括基于金星快速红外测绘数据和麦哲伦任务之间偏移量的估计。这些偏移量表明16年时间间隔的平均LOD值为243.0228 ± 0.002天，我们无法检测到细微、短期的速率振荡，但导出的值为29年期间观测数据提供了极好的拟合，可用于未来的着陆点规划。
博科园｜研究/来自：哈佛史密森天体物理学中心
参考期刊《Icarus》
DOI: 10.1016/j.icarus.2019.06.019
发表于 2020-9-20 17:54
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