欧洲航天局(ESA)正在加速推进“EnVision”金星探测任务,但这项原本由欧美联合实施的任务如今可能不得不由欧洲独立完成。由于美国国家航空航天局(NASA)受到预算压力影响,已经越来越难以兑现为EnVision提供核心合成孔径雷达的承诺,欧洲方面目前已经启动替代方案,准备自行研制一套功能相近的雷达系统。

EnVision是一项由ESA主导的金星轨道探测任务,主要目标是全面研究金星的地质、内部结构、表面以及大气环境,并试图回答一个长期困扰行星科学家的问题:金星与地球在大小和组成上非常相似,为什么最终却演化成了一个表面温度极高、大气浓密且充满硫酸云层的“地狱世界”。
金星表面被厚厚的硫酸云层完全包裹,普通光学相机无法从轨道上直接观察其地表,因此雷达成为探测金星表面的关键手段。EnVision原本计划搭载NASA提供的合成孔径雷达VenSAR,对金星地表进行高分辨率成像,其分辨率将达到大约10米级,比NASA上世纪90年代“麦哲伦”号探测器获得的金星雷达图像提高约一个数量级。
通过这种高分辨率雷达观测,科学家不仅能够绘制更加精细的金星地形图,还可以寻找地表发生变化的迹象,并重点调查金星目前是否仍存在活跃的火山活动。此前“金星快车”等任务已经发现了一些可能与近期火山活动有关的线索,而EnVision将有望通过重复成像和更加精细的地形测量进一步验证这些发现。
按照NASA与ESA在2024年签署的合作协议,NASA原本负责提供VenSAR合成孔径雷达,同时通过NASA深空网络为任务提供跟踪和通信支持。欧洲方面则负责建造EnVision探测器本体、其余科学仪器,并使用阿丽亚娜6型运载火箭将探测器发射升空。作为交换,美国研究人员将参与EnVision科学团队。
但这项跨大西洋合作如今受到NASA预算危机的严重影响。特朗普政府此前提出在2026和2027财年大幅削减NASA科学项目经费,降幅一度接近一半。虽然美国国会在2026年最终否决了其中绝大部分削减方案,并为NASA行星科学部门安排了25.4亿美元预算,但这一数字仍然比上一年度少约2.2亿美元。
预算最终没有让NASA自己的部分关键行星任务被取消,其中包括计划向金星大气层投放探测器的DAVINCI任务。然而,NASA管理层仍然需要削减科学项目开支,重点之一就是长期运行任务以及与国际合作伙伴共同实施的项目。
EnVision正是受到影响最直接的欧洲项目之一。截至2025年,NASA已经为自己在EnVision中的相关工作投入了超过5000万美元,但随着美国政府要求重新审查甚至取消部分国际科学合作项目,NASA是否还能继续兑现此前承诺开始变得越来越不确定。
面对这种局面,ESA已经开始采取行动。由于不能继续等待NASA最终决定,欧洲方面已经向相关机构和企业发出合同,启动自主雷达载荷的技术开发工作。目前英国和意大利的工业团队正在研究不同的雷达设计方案,希望制造出一套能够达到NASA原计划VenSAR主要性能要求的欧洲版本。
ESA EnVision项目科学家安妮·格蕾特·斯特劳梅-林德纳表示,目前欧洲方面尚未确定最终雷达设计,但由于新的雷达需要满足与原方案相同的科学任务要求,因此研究团队预计仍然能够完成基本相同的科学工作。新的系统将拥有与原NASA方案相同的工作模式,不过在具体技术细节上可能存在差异。
欧洲目前具备自行研制这种雷达的技术能力。事实上,EnVision的雷达最初也曾考虑由欧洲企业承担,只是在NASA加入合作后,最终由美国方面负责VenSAR。如今ESA重新启动欧洲方案,意味着欧洲需要在相对有限的时间内承担原本由NASA负责的一项关键任务。
资金方面,ESA虽然远没有NASA雄厚,但近年来成员国已经明显增加了对欧洲航天科学项目的投入。ESA科学项目预算预计到2028年之前每年增长3.5%,此外还会根据通胀进行调整。ESA科学预算目前平均每年约为7.5亿欧元,不到NASA同类预算规模的十分之一。
这笔资金足以让欧洲启动替代雷达的开发工作,但仍然不足以让整个过程毫无压力地进行。ESA目前仍在等待NASA正式通知其对EnVision项目的最终立场,而NASA方面则表示双方关于EnVision的沟通仍在继续。
时间压力尤其突出。EnVision原计划在2031年发射,但为了给欧洲团队更多时间完成新的雷达,ESA已经将发射时间推迟一年至2032年。项目科学家表示,目前ESA仍在与NASA最终敲定合作安排,但从目前情况来看,NASA已经很可能无法提供原计划中的雷达,因此欧洲才会“全速推进”自己的解决方案。
EnVision并不是唯一受到NASA预算变化影响的欧洲重大科学任务。ESA还在考虑如何填补NASA可能退出另外两个大型项目留下的空缺,其中包括激光干涉空间天线LISA以及新雅典娜(New Athena)X射线天文台。LISA计划由3艘航天器组成编队飞行,将首次直接探测来自黑洞合并等剧烈宇宙事件的引力波;New Athena则将成为有史以来最大的X射线空间望远镜,接替仍在运行的“钱德拉”X射线天文台。
在LISA项目中,NASA原本负责提供激光器和超稳定望远镜等关键设备;New Athena则涉及NASA提供X射线探测器硬件、低温制冷机以及振动隔离系统。如果美国最终退出,欧洲同样需要寻找替代方案。
与此同时,NASA自己的金星任务也没有完全摆脱预算和进度问题。原计划在2020年代末发射的VERITAS金星雷达轨道器,因为NASA和喷气推进实验室的资金困难已经推迟到不早于2031年,目前项目仍处于不确定状态。另一项由NASA戈达德太空飞行中心负责的DAVINCI任务则仍在努力争取于2030年代初发射。
甚至NASA与ESA共同建立的金星科学协调小组也已经受到影响。由于美国方面预算环境发生变化,这一协调机制目前已经暂停。
NASA与ESA之间的合作范围远不止科学探测任务。双方长期合作运营国际空间站,ESA也是NASA“阿耳忒弥斯”计划中“猎户座”飞船的重要合作伙伴。不过,近年来美国航天政策和预算变化正在促使欧洲重新思考对单一合作伙伴的依赖程度。
事实上,ESA已经开始扩大与其他国家的航天合作。今年早些时候,ESA与中国首次实施了各持50%份额的联合科学任务“太阳风—磁层相互作用全天成像仪”(SMILE)。该探测器由中国负责建造,并搭乘欧洲“织女星”火箭发射升空,用于研究太阳风与地球磁层之间的相互作用。
此外,ESA的首个登月科学仪器也已经于2024年搭乘中国嫦娥六号任务抵达月球。随着欧美航天合作面临新的不确定性,中国正在成为欧洲可以考虑的另一个重要航天合作伙伴。
ESA科学主管卡罗尔·蒙德尔表示,中国方面已经邀请ESA参与更多由中国主导的科学探测任务,欧洲目前正在研究这种合作可能性。她同时强调,美国依然是ESA最长期、最重要的合作伙伴之一。
因此,EnVision项目的变化不仅仅意味着一台雷达从美国制造转为欧洲制造,也反映出全球航天科学合作格局正在发生变化。对于欧洲而言,自主承担EnVision关键雷达的开发,可以避免一项重要行星探测任务因美国预算政策变化而陷入停滞,同时也意味着ESA正在被迫提高自身独立开展深空科学任务的能力。
如果欧洲最终成功完成雷达替代方案,EnVision仍有望在2032年前后启程前往金星。届时,这项原本象征欧美深空科学合作的任务,可能将成为欧洲独立开展高水平金星探测的代表性项目。

