【蔓蘿觀太空】 縱觀太陽系之- 金星
金星是一顆類地行星，太陽系的四顆類地行星之一，因為它的大小、質量、體積與到太陽的距離，均與地球相似，所以經常被稱為地球的孿生姊妹或攣生兄弟星。確實，從結構上看，金星和地球有不少相似之處。金星的半徑約為6073公里，只比地球半徑小300公里，體積是地球的0.88倍，質量為地球的4/5；平均密度略小於地球。但兩者的環境卻有天壤之別：金星的表面溫度很高，不存在液態水，加上極高的大氣壓力和嚴重缺氧等殘酷的自然條件，金星不可能有任何生命存在。因此，金星和地球只是一對「貌合神離」的姐妹。它在其它方面則明顯的與地球不同。它有著四顆類地行星中最濃厚的大氣層，其中96.5%是二氧化碳，其餘的3.5%是氮氣。
金星毗鄰地球，兩者最近時為4100萬千米，其直徑比地球小約4%，質量輕20%，密度低10%。理論上金星有一個半徑約3100千米的鐵鎳核，中間為幔，外面為殼。由於它在大小、密度、質量、外表各方面很像地球，所以它有地球的「孿生姊妹」之美稱。
【星體數據】 公轉周期： 224.701天 平均軌道速度： 35.03 千米/每秒 軌道偏心率： 0.007 軌道傾角： 3.4 度 赤道直徑： 12,103.6千米 質量(地球質量＝1)： 0.8150 密度： 5.24 克/立方厘米 自轉周期： 243.01 日 衛星數量： 0 公轉半徑： 108,208,930 km(0.72 天文單位) 表面面積： 4.6億 平方千米 表面引力： 8.78 m/s2 自傳時間 ： -243.02天 逃逸速度 ： 10.4 千米/秒 表面溫度 最低 平均 最高 737K 750K 773K
直到行星科學在20世紀揭示了它的某些秘密之前，金星表面一直是人們猜測的話題。它最後的影像來自麥哲倫號在1990-91年間的探測，顯示錶面有大量且廣泛的火山活動，大氣層中的硫顯示最近可能還有過噴發。
【大氣環境】
金星的天空是橙黃色的。金星上也有雷電，曾經記錄到的最大一次閃電持續了15分鐘。
金星有著密度極高的大氣層，其中的大氣主要由二氧化碳組成，並含有少量的氮氣。金星的大氣壓強非常大，為地球的90倍，相當於地球海洋中1千米深度時的壓強。大氣層的質量是地球大氣層的93倍，在表面的密度是65千克/米3，是水的6.5%。富含CO2的大氣層，大量二氧化碳的存在使得溫室效應在金星上大規模地進行著。如果沒有這樣的溫室效應，溫度會比現在下降400°C。在近赤道的低地，金星的表面極限溫度可高達500°C。是太陽系最熱的行星，比最靠近太陽的水星還要熱。金星沒有將碳吸收進入岩石的碳循環，似乎也沒有任何有機生物來吸收生物量的碳。金星被一層高反射、不透明的硫酸雲覆蓋著，阻擋了來自太空中，可能抵達表面的可見光。這使得金星的表面溫度甚至高於水星，雖然它離太陽的距離要比水星大的兩倍，並且得到的陽光只有水星的四分之一（高空的光照強度為2613.9 W/m2，表面為1071.1 W/m2）。金星的表面經常被描述如同地獄般的場所。這溫度遠遠高於實現滅菌所需要的溫度。儘管金星的自轉很慢（金星的「一天」比金星的「一年」還要長，赤道地帶的旋轉速度只有每小時6.5千米），但是由於熱慣性和濃密大氣的對流，晝夜溫差並不大。大氣上層的風只要4天就能繞金星一周來均勻的傳遞熱量。
研究表明數十億年前的金星大氣層很像現在的地球大氣層，並且表面上可能有許多的液態水，它在過去可能擁有海洋，並且跟外觀與地球極為相似，但是經過六億年至數十億年後，受到失控的溫室效應影響，造成原來的水都被蒸發掉，並使得在大氣層中的溫室氣體超過臨界的水準。雖然，在這個事件發生之後，星球的表面條件已不再適合任何像地球生物的生命存在，但在金星雲層的中層和低層是可能有生命存在的。
熱慣量和經由較低層大氣風傳導的熱，意味著儘管這顆行星自轉得很慢，但表面的溫度變化無論是白天或黑夜都不顯著。在表面的風是緩慢的，每小時只移動數千米，但由於表面的大氣密度高，它們施加巨大的壓力對抗障礙物和輸送表面的塵埃和小石塊。即使熱、壓力和缺乏氧氣都不是問題，這依然會使人很難單獨在表面行走移動。
在濃厚的CO2大氣層之上的是包含二氧化硫和硫酸水滴的濃厚雲層。這些雲反射和散射90%照射在其上的陽光回到太空中，並阻止了以可見光對金星表面的觀測。永久覆蓋的雲層意味著星儘管比地球靠近太陽，但表面不如地球明亮。在雲層頂端的風速高達85 m/s（300 km/h），每4至5天就可以繞行金星一圈。金星的風速是自轉速度的60倍，地球上的最高風速只是地球自轉速度的10-20% 。
金星濃厚的雲層把大部分的陽光都反射回了太空，所以金星表面接受到的太陽光比較少，大部分的陽光都不能直接到達金星表面。金星熱輻射的反射率大約是60%，可見光的反射率就更大。所以說，雖然金星比地球離太陽的距離要近，它表面所得到的光照卻比地球少。如果沒有溫室效應的作用，金星表面的溫度就會和地球很接近。人們常常會想當然的認為金星的濃密雲層能夠吸收更多的熱量，事實證明這是非常荒謬的。與此正相反，如果沒有這些雲層，溫度會更高。大氣中二氧化碳的大量存在所造成的溫室效應才是吸收更多熱量的真正原因。
金星表面實際上是等溫的，不僅是白天和黑夜之間，包括赤道和南北兩極，都保持一個恆定的溫度。這顆行星自轉軸的傾斜很小 －少於3°，相較於地球的23°－ 也減少了季節性的溫度變化。可以察覺到的溫度變化只發在海拔高度的改變，因此金星的最高點，馬克士威山是溫度最低的地點，溫度』大約是655 K（380 °C）和大約4.5 MPa（45 bar）的大氣壓力。在1995年，麥哲倫號在金星最高峰的頂部拍攝到和地面上的雪相似的高反光物質。儘管在溫度較高的地區，這種過程可以說是類似下雪的現象。較容易揮發的物質在表面上聚集，以氣體的形態上升到較高處，因為高海不處的氣溫下降而冷凝，於是在那兒如同下雪般跌落回較低的表面。還不知道這種物質的成分，但是投機者的猜測已經從元素的碲到鉛硫化物（方鉛礦）都有。
金星的雲層也像地球上的雲一樣，可以產生閃電。從前蘇聯的金星探測器首度檢測出疑似閃電的色譜開始，金星是否有閃電的爭議就一直存在。在2006–2007年，金星快車清楚的探測到 口哨模式波 －閃電的電子簽名模式。它們間歇性的外觀指示初與天氣活動的關聯性。閃電的比率至少有地球的一半。在2007年，金星快車還探測到南極存在著巨大的雙大氣渦旋。
在2011年，金星快車又在金星的大氣層高處發現存在著臭氧層。
在2013年1月29日，歐洲空間局的科學家報告在金星這顆行星的電離層有著類似於彗星離子尾條件的離子尾流。
2004年金星凌日在雲層頂端金星有著每小時350千米的大風，而在表面卻是風平浪靜，每小時不會超過數千米。然而，考慮到大氣的濃密程度，就算是非常緩慢的風也會具有巨大的力量來克服前進的阻力。金星的雲層主要是有二氧化硫和硫酸組成，完全覆蓋整個金星表面。這讓地球上的觀測者難以透過這層屏障來觀測金星表面。這些雲層頂端的溫度大約為-45°C。美國航空及太空總署給出的數據表明，金星表面的溫度是464°C。雲層頂端的溫度是金星上最低的，而表面溫度卻從不低於400°C。
雲層頂端有強風，大約每小時350千米，但表面風速卻很慢，每小時幾千米不到。金星的大氣層主要為二氧化碳，占約96%，以及氮3%。在高度 50至 70 公里的上空，懸浮著濃密的厚雲，把大氣分割為上下兩層。云為濃硫酸液滴組成，其中還摻雜著硫粒子，所以呈現黃色。在氣候良好的地球上，應該很難想像在太陽系中竟然有這樣瘋狂的世界.
金星接近地表的大氣時速較為緩慢，只有每小時數公里，但上層的時速卻可達每秒數百公里，金星自轉的速度如此的緩慢，243個地球日才轉一圈，但卻有如此快速轉動的上層大氣，至今仍是個令人不解的謎團。
在照片中我們可以觀察到金星表面的雲層呈現倒V型的形狀，這種雲系統稱為帶狀風系統 。這種帶狀風的其實是太陽照射所造成的對流。
【地形地貌】 在金星表面的大平原上有兩個主要的大陸狀高地。北邊的高地叫伊師塔地，擁有金星最高的麥克斯韋山脈（大約比喜馬拉雅山高出兩千米），它是根據詹姆斯·克拉克·麥克斯韋命名的。麥克斯韋山脈包圍了拉克西米高原。伊師塔地大約有澳大利亞那麼大。南半球有更大的阿芙羅狄蒂地，面積與南美洲相當。這些高地之間有許多廣闊的低地，包括有愛塔蘭塔平原低地、格納維爾平原低地以及拉衛尼亞平原低地。除了麥克斯韋山脈外，所有的金星地貌均以現實中的或者神話中的女性命名。由於金星濃厚的大氣讓流星等天體在到達金星表面之前減速，所以金星上的隕石坑都不超過3.2千米。
大約90%的金星表面是由不久之前才固化的玄武岩熔岩形成，當然也有極少量的隕石坑。這表明金星近來正在經歷表面的重新構築。金星的內部可能與地球是相似的：半徑約3000千米的地核和由熔岩構成的地幔組成了金星的絕大部分。來自麥哲倫號的最近的數據表明金星的地殼比起原來所認為的更厚也更堅固。可以據此推測金星沒有像地球那樣的可移動的板塊構造，但是卻有大量的有規律的火山噴發遍布金星表面。金星上最古老的特徵僅有8億年歷史，大多數地區都相當年輕（但也有數億年的時間）。最近的發現表明，金星的火山在隔離的地質熱點依舊活躍。
金星本身的磁場與太陽系的其它行星相比是非常弱的。這可能是因為金星的自轉不夠快，其地核的液態鐵因切割磁感線而產生的磁場較弱造成的。這樣一來，太陽風就可以毫無緩衝地撞擊金星上層大氣。最早的時候，人們認為金星和地球的水在量上相當，然而，太陽風的攻擊已經讓金星上層大氣的水蒸氣分解為氫和氧。氫原子因為質量小逃逸到了太空。金星上氘（氫的一種同位素，質量較大，逃逸得較慢）的比例似乎支持這種理論。而氧元素則與地殼中的物質化合，因而在大氣中沒有氧氣。金星表面十分乾旱，所以金星上的岩石要比地球上的更堅硬，從而形成了更陡峭的山脈、懸崖峭壁和其它地貌。
大部分金星表面由略微有些起伏的平原構成，也有幾個寬闊的窪地：Atalanta Planitia，Guinevere Planitia，Lavinia Planitia；還有兩個大高地：在北半球的與澳大利亞一般大的Ishtar Terra和在沿赤道的與南美洲一般大的Aphrodite Terra。Ishtar內主要由Lakshmi Planum高原組成，由金星上最高的山脈所包圍，包括巨型山Maxwell Montes。
來自Magellan飛行器映像雷達的數據表明大部分金星表面由熔岩流覆蓋。有幾座大屏蔽火山，如Sif Mons,類似於夏威夷和火星的Olympus Mons（奧林匹斯山脈）。最近發布的發現資料顯示金星的火山活動仍很活躍，不過集中在幾個熱點；大部分地區已形成地形，比過去的數億年要安靜得多了。
金星上沒有小的環形山，看起來小行星在進入金星的稠密大氣層時沒被燒光了。金星上的環形山都是一串串的，看來是由於大的小行星在到達金星表面前，通常會在大氣中碎裂開來。
金星上最古老的地帶看來形成於8億年前。那時廣泛存在的山火擦洗了早期的表面，包括幾個金星早期歷史時形成的大的環形山口。
金星沒有磁場區，也許是由於較慢的自轉速度引起的。
由於缺乏熔岩流的伴隨，隨處可見的破火山口仍然是個謎。這顆行星只有少數的撞擊坑，顯示這顆行星表面是相對的年輕，大約只有3-6億年的歷史。除了撞擊坑、山脈、山谷等在岩石行星常見的地形，金星表面有一些獨特的特徵。平頂的火山地形稱為Farra，看起來像薄煎餅，大小的範圍從20至50千米，高度從100至1000米；輻射狀、星形的地形系統，稱為novae；有著類似蜘蛛網的輻射狀和同心斷裂外觀的，稱為蛛網膜地形（arachnoid）；coronae是有著同心圓環的凹地；這些都是火山地形。金星的地勢比較平坦。金星上70％是起伏不大的平原，20%是低洼地，還有10%左右的高地。最高的山峰達10，590米，比珠穆朗瑪峰還高。一條從南向北穿過赤道的長達1200千米的大峽谷，是八大行星中最大的峽谷。
金星表面的80%被光滑的火山平原覆蓋著，70%的平原有著皺褶脊和10%是平滑或有著碎裂的平原。兩個高原構成其餘30%的表面地區，一個在行星的北半球，另一個正好在赤道的南邊。北方大陸的大小和澳洲差不多，依據巴比倫的愛神，伊師塔（Ishtar）命名為伊師塔地。金星上最高的山峰在伊斯塔地，稱為馬克士威山，它的標高是金星平均表面之上11千米。在南半球的大陸是這兩個高原中較大的一個，依據希臘的愛神命名，稱為阿佛洛狄忒陸，大小與非洲大陸相當。這個地區的部分份被斷裂的網狀結構和斷層覆蓋著。
金星表面的地形幾乎全都以歷史上和神話中的女性命名。少數的例外的是以詹姆斯·克拉克·馬克士威的名字命名馬克士威山，和阿爾法區、貝塔區和奧瓦達區這三個高原地區。前述三個地區是在國際天文學聯合會的行星命名監督機構，通過現行的命名制度之前命名的。
金星上天然的地形以相對於其本初子午線的經度來表示。原本選擇的子午線是通過阿爾法區南部，在雷達下呈現亮點的橢圓形Eve的中心。在金星任務完成後，重新定義的本初子午線為通過阿喇阿德涅火山口中央峰的經線。
金星上沒有小的環形山，由於金星表面有稠密的大氣，小隕星在進入金星的大氣層時就被燒光了。金星上的環形山通常都是成群的，大概是由於較大的小行星在到達金星表面前，在大氣中碎裂所至。
火山及火山活動金星表面為數很多。至少85%的金星表面覆蓋著火山岩。除了幾百個大型火山外，在金星表面還零星分布著100，000多座小型火山。從火山中噴出的熔岩流產生了了長長的溝渠，範圍大至幾百公里，其中最長的一條超過7000公里。
金星上的火山分布
金星上可謂火山密布，是太陽系中擁有火山數量最多的行星。業已發現的大型火山和火山特徵有1600多處。此外，還有無數的小火山，沒有人計算過它們的數量，估計總數超過10萬，甚至100萬。
金星火山造型各異。除了較普遍的盾狀火山，這裡還有很多複雜的火山特徵，和特殊的火山構造。目前為止，科學家在此尚未發現活火山，但是由於研究數據有限，因此，儘管大部分金星火山早已熄滅，仍不排除小部分依然活躍的可能性。
金星與地球有許多共同處。它們大小、體積接近。金星也是太陽系中離地球最近的行星，也被雲層和厚厚的大氣層所包圍。同地球一樣，金星的地表年齡也非常年輕，約5億年左右。
不過這些基本的類似中，也存在很多不同點。金星的大氣成分多為二氧化碳，因此它的地表具有強烈的溫室效應，其表面的溫度可高達??壓的90倍。這差不多相當於地球海面下一公里處的水壓。
金星地表沒有水，空氣中也沒有水份存在，其雲層的主要成分是硫酸，而且較地球雲層的高度高得多。由於大氣高壓，金星上的風速也相應緩慢。這就是說，金星地表既不會受到風的影響也沒有雨水的沖刷。因此，金星的火山特徵能夠清晰地保持很長一段時間。
金星沒有板塊構造，沒有線性的火山鏈，沒有明顯的板塊消亡地帶。儘管金星上峽谷縱橫，但沒有那一條看起來類似地球的海溝。
跡象表明，金星火山的噴發形式也較為單一。凝固的熔岩層顯示，大部分金星火山噴發時，只是流出的熔岩流。沒有劇烈爆發、噴射火山灰的跡象，甚至熔岩也不似地球熔岩那般泥濘粘質。這種現象不難理解。由於大氣高壓，爆炸性的火山噴發，熔岩中需要有巨大量的氣體成分。在地球上，促使熔岩劇烈噴發的主要氣體是水氣，而金星上缺乏水分子。另外，地球上絕大部分粘質熔岩流和火山灰噴發都發生在板塊消亡地帶。因此，缺乏板塊消亡帶，也大大減少了金星火山猛烈爆發的幾率。
金星有150多處大型盾狀火山。這些盾狀直徑多在100公里至600公里之間，高度約有0.3~5公里。其中最大的一座，直徑700公里，高度5.5公里。比起地球上的盾狀火山，金星火山顯得更加平坦。事實上，最大的金星盾狀火山，其基底直徑已經接近火星上的Olympus火山，但是由於高度不足，體積比起Olympus要小得多。
火星盾狀火山與地球上的盾狀火山有相似之處。它們大都被長長的呈放射狀的熔岩流所覆蓋，坡度平緩。大部分火山中心有噴射孔。因此，科學家猜測這些盾狀是由玄武岩構成的，類似夏威夷的火山。
金星上的盾狀火山分布零散，並不象地球上的火山鏈。這說明金星沒有活躍的板塊構造。
金星上的小型盾狀火山： 金星約有10萬個直徑小於20公里的小型盾狀火山。這些火山通常成串分布，被稱為盾狀地帶。已被科學家在地圖上標出的盾狀地帶，超過550個，多數直徑在100~200公里之間。盾狀地帶分布廣泛，主要出現在低洼平原或低地的丘陵處。科學家發現，許多盾狀地帶已經被更新的熔岩平原覆蓋，因此他們推測，盾狀地帶的年齡非常古老，可能形成於火山活動初期。
【地質結構】
關於金星的內部結構﹐還沒有直接的資料﹐從理論推算得出﹐金星的內部結構和地球相似﹐有一個半徑約3﹐100公里的鐵-鎳核﹐中間一層是主要由硅﹑氧﹑鐵﹑鎂等的化合物組成的「幔」﹐而外面一層是主要由硅化合物組成的很薄的「殼」。
科學家推測金星的內部構造可能和地球相似，依地球的構造推測，金星地函主要成分以橄欖石及輝石為主的矽酸鹽，以及一層矽酸鹽為主的地殼，中心則是由鐵鎳合金所組成的核心。金星的平均密度為5.24g/cc，次於地球與水星 ，為九大行星中第三密的。
一個直徑3000千米的鐵質內核，熔化的石頭為地幔填充大部分的星球。從Magellan飛行器最近返回的重力數據表明金星的外殼比早先假定的硬得多，厚得多。就像地球，在地幔中的對流使得對錶面產生了壓力，但它由相對較小的許多區域減輕負荷，使得它不會像在地球，地殼在板塊分界處被。
大部分的金星表面似乎都是火山活動形成的，金星的火山數量是地球的好幾倍，它擁有167座直徑超過100千米的大型火山。地球上，只有夏威夷大島的複雜火山的大小可以和金星比較。這不是因為金星的火山比地球活躍，而是因為它的地殼比地球古老。已發現的大型火山和火山特徵有1600多處。此外還有無數的小火山，沒有人計算過它們的數量，估計總數超過10萬，甚至100萬。地球的海洋地殼在板塊的邊界不斷的俯衝而下，使得平均年齡小於一億年，而金星表面的年齡估計在3至6億年間。
金星是太陽系中擁有火山數量最多的行星
幾條線索指出金星上的火山仍在活動中。前蘇聯的金星計劃，金星11號和金星12號探測器偵測到絡繹不絕的閃電，金星12號降落之後不久，就記錄到強大的雷聲。歐洲空間局的金星快車記錄到高層大氣中豐富的閃電。 雖然地球上的雷暴伴隨著降雨，但是金星表面不會下雨（儘管在大氣層的上層會落下硫酸雨，但在25千米的高處就會蒸發）。產生閃電的一種可能是來自火山灰的噴發。另一種證據來自大氣層中的二氧化硫濃度，在1978年至1986年間的測量，其濃度下降了10倍。這意味著，早些時有大型的火山爆發在進行。 金星上有近千個撞擊坑均勻的分布在其表面。在其它天體上的撞擊坑，例如地球和月球，撞擊坑展現出一系列衰退的狀況。在月球，衰退是由於後續的撞擊；在地球，是因為風和雨水的侵蝕。在金星，85%的撞擊坑保持著原始的狀態。撞擊坑的數量，以及其保存在完好的狀態下，顯示這顆行星大約在3億年前經歷了一次全球性的事件，隨後火山活動的即開始衰減。地球的地殼是不斷的運動，而金星被認為無法維持這一過程。沒有板塊構造從地幔散熱，金星反而經歷一個使地幔溫度升高的循環，直到它們達到臨界的水準，削弱了地殼。然後，大約在一億年的期間，發生大規模的地殼俯衝，使地殼完全重生。在 2014年3月第一個火山活動持續的直接證據，出現在格尼奇峽谷的盾狀火山馬特山的帶狀裂口，發現了4個紅外線的閃光。這些閃光的溫度範圍從40℃到320℃以上的環境，相信是氣體或熔岩從火山口釋出的噴發現象。
星星凹面的坑穴大小從3千米至280千米。由於濃稠的大氣影響到進入的天體，所以沒有小於3千米的坑穴。受到大氣層的減速，動能低於某一臨界值的天體，將無法碰撞出撞擊坑。進入的天體直徑若小於50米，將在墜落到表面之前就在大氣層中燒毀 。
內部結構
沒有地震或轉動慣量的資料，只有少許的直接資料可用於了解金星內部的結構和地質化學。與地球相似的大小和密度，顯示它和地球有著相似的共同內部構造：核、地幔和地殼。像地球一樣，金星的核心至有一部分是液體，因為這兩顆行星冷卻的速率是相同的。體積略小的金星顯示出內部深處的壓力會比地球的略小一些。這兩顆行星之間主要的區別在於金星缺乏板塊存在的證據，可能是因為它的外殼太堅硬，隱沒帶缺乏水而使它沒有黏度。這樣的結果使行星的熱難以散逸，阻止了它的冷卻，並提供其內部缺乏生成磁場機制的可能解釋。相反的，金星可能以周期性的重鋪地殼來散逸它內部的熱。
磁場和核心
在1967年，金星4號發現金星有磁場，但是比地球的微弱，基本沒有磁場。這個磁場是由電離層和太陽風相互作用誘導，而不是像地球這樣，由行星內部的發電機產生。金星微弱的磁場對大氣層提供的保護不足以抵抗宇宙射線的輻射，因而可以忽略其功能；而這種輻射可能導致雲層的放電。
金星的大小類似地球，在核心應該有類似的發電機機制，因此缺乏內在的磁場令人驚訝。一架發電機需要三樣東西：導電的液體、旋轉和對流。在地球，因為液體層的底部比頂端熱許多，對流出現在核心外層的液體。在金星，整顆星球的表面重新鋪設的事件，導致通過地殼的熱通量減少，並可能使得板塊活動因而結束。這會導致地幔的溫度增加，從而減少核心向外的熱通量，來自核心的熱被用於加熱地殼。
對於金星缺乏磁場，目前主要幾種說法如下：
理論一：核心被認為是導電的，雖然它的旋轉很慢，但模擬的結果認為它還是足夠成為發電機。這意味著金星的核心缺少對流，所以不能成為發電機。
理論二：金星沒有固體的內核，或它的核心已經冷卻，整個核心的液體部分有著幾乎相同的溫度。
理論三：核心已經完全固化。核心的狀態與目前尚未知的硫濃度有著密切的關連性。
理論四：與理論一相反，2006年金星快車探勘金星後，認為轉速過慢不足以產生磁場，可能遭遇過類似「大碰撞」的撞擊所導致。
太陽風經過確實磁場保護的金星模擬
環繞金星的微弱磁圈意味著是太陽風和金星大氣層直接交互作用的結果。此處，氫和氧的離子是中性的分子被紫外線輻射解離所創造的。然後，太陽風提供這些離子足夠逃離金星引力場的速度和能量。這種侵蝕的過程使大氣層內的低質量的氫、氦和氧離子不斷流失，而質量較大的分子，像二氧化碳則更有可能被保留。太陽風對大氣的侵蝕，可能導致金星在形成後的前十億年間就丟失了大部分的水分。侵蝕使高質量氘與低質量氫的比率增加，在高層的大氣比低層的高出150倍。
軌道和自轉
金星以平均距離0.72 AU（108,000,000 km；67,000,000 mi）的軌道繞著太陽公轉，完成一圈的時間大約是224.65地球日。雖然所有行星的軌道都是橢圓的，但是金星的軌道最接近圓形，離心率小於0.01。金星它位於地球和太陽的連線之間時，稱為下合（內合）。這時它比任何其他行星更最靠近地球，距離大約是4,100萬千米。它與地球的會合周期平均是584天。歸功於地球的軌道離心率衰減，這個最接近的距離將會以超過10,000年的周期改變。從1至5383年，有526次的距離會小於4,000萬千米；接下來的60,158年都會超過。
從地球的北極方向觀察，太陽系所有的行星都是以逆時針方向在軌道上運行。大多數行星的自轉方向也是逆時針的，但是金星不僅是以243地球日順時針的（稱為退行自轉）自轉，還是所有行星中轉得最慢的。因為它的自轉是如此緩慢，所以它極度的接近球形。金星的恆星日恆星日比金星的一年長（243相對於224.7地球日）。金星赤道的線速度為6.5 km/h（4.0 mph），而地球的則接近1,670 km/h（1,040 mph）。自從麥哲倫號太空船抵達金星之後，它的自轉周期已經延長了16 years。因為是退行的自轉，一個太陽日的長度明顯的短於恆星日，僅為116.75地球日（使得金星的太陽日短於水星太陽日的176個地球日）。一個金星年的長度是金星日（太陽日）的1.92倍。金星上的觀測者會看見太陽從西邊升起，然後從東邊落下；但實際上，由於不透明的雲層，在金星表面是看不見太陽的。
金星可能從太陽星雲中不同轉動周期和轉軸傾角的區域誕生，由於混沌的自旋和其它行星對其濃厚大氣的攝動和潮汐效應，經過數十億年的影響才達到現在的狀況。金星的自轉周期可能代表其潮汐受到太陽引力的鎖定，由太陽熱在濃稠的金星大氣層中創造出金星大氣潮，使旋轉逐漸趨於緩慢。平均584天接近地球一次的會合周期，幾乎正好是金星5個太陽日的長度，但是與地球的自旋軌道共振已經不被採信了。
金星沒有天然的衛星，雖然目前有小行星2002 VE68維持著准衛星軌道的關係。此外，它還曾有過其它的准衛星：兩顆暫時共軌的小行星，2001 CK32和2012 XE133。在17世紀， 喬凡尼·卡西尼報告有一顆衛星環繞著金星，還將之命名為Neith，並且在其後的200 years還有斷斷續續的觀測報告，但大多數被確認只是鄰近的背景恆星。加州理工學院的Alex Alemi"s和David Stevenson在2006年研究早期太陽系的模型顯示，在數十億年前的巨大撞擊事件中，至少曾為金星創造一顆衛星。大約1,000萬年後，依據他們的研究，另一個撞擊事件反轉了金星的自轉方向，造成金星的衛星逐漸螺旋向內，直到與金星撞擊而合併。如果稍後的撞擊創造出衛星，也會被以相同的方式吸收掉。缺乏衛星的另一種解釋是太陽強大的潮汐力，會使環繞內側類地行星的大型衛星軌道不穩定。
觀測
金星永遠比任何恆星明亮（除了太陽），當它是最靠近太陽的眉型月時，它的最大視星等亮度可以達到-4.9等，當它在太陽的背後最黯淡時，視星等依然有-3等。當高度足夠時，這顆行星的亮度足以在晴朗的夜空下照射出陰影，而且當太陽在接近地平線的低空時，也很容易看見它。由於它是一顆內側行星，所以它與太陽的距角（離日度）永遠小於47度。
金星在繞行太陽的軌道上每584天超越地球一次。當它超越地球時，它會從日落後可見的昏星（長庚星）變成日出之前可見的晨星（啟明星）。雖然水星也是內側的行星，但它的最大離日度只有28° ，所以通常很難在晨昏濛影中見到，而金星在它最亮時很難不被看見。它的離日度越大，表示在日落後或日出前的黑暗中可以看見的時間越長。當它是天空中最明亮的光點時，通常會被誤報為不明飛行物（UFO）。美國總統吉米·卡特在1969年宣稱看見不明飛行物，事後分析被認為極可能就是金星。許多人曾誤以為金星是更奇特的東西。
透過望遠鏡觀察在軌道上的金星，它會顯示像月球的相位變化。當它在太陽的另一側時，這顆行星呈現小而圓滿的圖像。當它在最大的離日度時，會呈現半圓形的相位，並顯示較大的視直徑，而當它在靠近地球與太陽的這一側，也就是靠近地球且在夜空中最明亮時，會呈現細長的眉月形。當金星最大並且要呈現新月的相位時，在望遠鏡中可以看見光線被金星大氣層折射後在它周圍形成的光暈。金星的相位變化，曾經被伽利略作為證明哥白尼日心說的有力證據。
【天體異象】
金星凌日 凌日：指地內行星圓面經過日面的現象。水星和金星距離太陽比地球距離太陽近，在繞日運行過程中有時會處在太陽與地球之間。這時，地球上的觀測者可看到一小黑圓點在日面緩慢移動，這就是凌日現象。
金星有凌日現象，它以兩次凌日為一組，兩次凌日間隔8年，但兩組之間的間隔卻長達100多年，因此金星凌日是百年難遇的。金星凌日看起來就像太陽面龐上的一顆黑痣。英國天文學家哈雷（Edmond Halley）曾提出利用觀測凌日可得了出精確的日地距離。俄羅斯天文學家羅蒙諾索夫在1761年觀測金星凌日時發現了金星大氣。19世紀，天文學家通過觀測金星凌日成功地得出日地準確距離。
又由於水星、金星是位於地球繞日公轉軌道以內的「地內行星」。因此，當金星運行到太陽和地球之間時，我們可以看到在太陽表面有一個小黑點慢慢穿過，這種天象稱之為「金星凌日」。天文學中，往往把相隔時間最短的兩次「金星凌日」現象分為一組。這種現象的出現規律通常是8年、121.5年，8年、105.5年，以此循環。據天文學家測算，這一組金星凌日的時間為2004年6月8日和2012年6月6日。這主要是由於金星圍繞太陽運轉13圈後，正好與圍繞太陽運轉8圈的地球再次互相靠近，並處於地球與太陽之間，這段時間相當於地球上的8年。這是英國天文學家傑雷米亞·霍羅克斯在1639年首先發現的模式。
前一次的一對凌日發生在1874年12月和1882年12月；下一次的一對是在2117年12月和2125年12月。在歷史上，凌日的觀測是很重要的，因為這可以讓天文學家確定天文單位的大小，霍羅克斯在1639年即藉此測量太陽系的大小。1768年，庫克船長前往大溪地，於1769年在當地觀測金星凌日之後，還航行到澳大利亞東岸。
公元17世紀，著名的英國天文學家哈雷曾經提出，金星凌日時，在地球上兩個不同地點同時測定金星穿越太陽表面所需的時間，由此算出太陽的視差，可以得出準確的日地距離。可惜，哈雷本人活了86歲，從未遇上過「金星凌日」。在哈雷提出他的觀測方法後，曾出現過4次金星凌日，每一次都受到科學家的極大重視。
人們用10倍以上倍率的望遠鏡即可清楚地看到金星的圓形輪廓，40-100倍率左右的望遠鏡觀測效果最佳。雖然觀測這次「金星凌日」難度不算很大，但天文專家提醒，在觀看時，千萬不能直接用肉眼、普通的望遠鏡或是照相機觀測，而要戴上合適的濾光鏡，同時觀測時間也不能過長，以免被強烈的陽光灼傷眼睛。
金星凌日觀測指導
此次金星凌日從北京時間6月8日13時13分左右開始，前後持續6小時左右。
這次金星凌日雖然說用肉眼也許也能看到，但效果總不會太好。如果您有望遠鏡——無論是小型觀景望遠鏡還是天文望遠鏡——都可以獲得更好的效果。10倍以上的倍率即可清楚地看到金星的圓形輪廓，40-100倍左右觀測最佳。天氣好的話，還可以看到由於金星濃厚的大氣折射成的光圈，景象猶為壯觀。如果當天日面上黑子較多，還可能出現金星掩太陽黑子的現象，使凌日的過程更加有趣。
正規的凌日觀測要進行描圖，因此要選擇帶有投影屏的天文望遠鏡。一台帶有赤道儀並配備有電跟的望遠鏡會使你在長時間觀測中更加輕鬆。
在我國的大部分地區，凌日大多從13點左右開始。因此，想觀測的朋友們應該在中午之前做好準備，以保證活動有條不紊地進行。下面我簡述一下用赤道式望遠鏡的投影法觀測方法。
在入凌前，要把表對得盡量準確，應儘可能的調整好極軸，並把東西線畫好(或把觀測用紙調整好)，把太陽上的可見黑子描繪於觀測用紙上。描圖時，要注意手不要壓屏幕，頭不要碰屏幕，盡量保持屏幕穩定，增加準確度。描完黑子後，就進入了準備的最後階段。這時，眼睛要目不轉睛地注視日面的東邊緣，當看到圓滑的邊緣像日食似的剛開始缺了一小塊時，意味著凌日開始了。應立刻記下時間，這便是入凌時的外切時間(日面東邊緣與金星西邊緣外切的時刻)，並描出外切的位置。同樣，也應記下入凌時的內切時間(日面東邊緣與金星東邊緣內切的時刻)，描出內切的位置。這時，整個金星已經完全處於太陽的圓面之內了。從此刻開始，要每隔半個小時把金星的位置在同一張觀測用紙上描繪一遍，在每個位置上註明時間，直至即將出凌。在此過程中，您可以盡量欣賞這百年一遇的奇觀，看看是否能看到光暈。整個凌日過程將持續6個小時，為了保證儀器的安全，不要總是讓儀器工作，同時也要防止中暑。在休息時，蓋上鏡頭蓋，關掉電跟(如果有的話)，儘可能的讓儀器冷卻。由於投影觀測不用深暗的濾光片或根本不用，目鏡片的溫度常達到幾百度！因此要謹防燙傷和鏡片炸裂，不要用手靠近目鏡。
隨著天色暗下來，觀測活動也接近了尾聲。欣賞一下日落的美景，收拾收拾東西，也該回家了。怎麼樣？收穫不小吧！如果你認真觀測了的話，應該得到一張滿滿的觀測表。到家以後，整理數據，最好寫篇觀測日記，當你以後看起來時，又會是一番感受。如果您沒有抓住機會，也沒關係，在2012年還會有一次金星凌日，一定要注意呀，否則就要再等上一百多年了！
金星入凌和出凌時的兩種有趣的現象
金星入凌和出凌時，細心的觀察者可能會發現所謂的「黑滴」現象。實際上，當我們對著光亮，將兩個手指逐漸靠近，當很接近的時候，可以發現儘管手指還沒有接觸，就能夠看到上下手指之間有陰影把它們聯繫了起來，像是手指間有水滴一樣，這就是所謂的「黑滴」現象。
在凌始內切和凌終內切時，即太陽邊緣和內行星邊緣互相靠得很近即將接觸時，會發現有非常細的絲將兩個邊緣連接，這就是凌日時的黑滴現象。成因是我們大氣層的視寧度、光的衍射以及望遠鏡「極限解析度」的等多種作用造成的視輪邊緣的模糊。
除此之外，在入凌和出凌階段，有時候金星視面邊緣會鑲上一絲極細的「暈環」或「光環」。這個「暈環」是由於金星大氣層頂部反射、散射陽光形成的。使用目鏡投影方式可看到它，但如果將望遠鏡加濾光片，則會更清楚。「暈環」大小的變化，環亮度是否均勻，是否能在太陽圓輪的背景下看到，這些都是很有意思的。
灰光
當這顆行星的相位是月牙形時，在黑暗側出現的微弱光照，稱為灰光，長久以來一直是觀測上的謎團。第一個聲稱看見灰光的觀測報告出現在1643年，但從來沒有可證實的可靠照明存在。觀測人員猜測這可能是金星大氣層中的電氣活動，但也可能是觀察明亮的月牙形區域後生理上產生的虛幻。
【星體衛星】 人們曾經認為金星有一個衛星，名叫尼斯，以埃及女神塞斯（沒有凡人看過她面紗下的臉）命名。它的首次發現是由義大利出生的法國天文學家喬凡尼·多美尼科·卡西尼在1672年完成的。天文學家對尼斯的零星觀察一直持續到1982年，但是這些觀察之後受到了懷疑（實際上是其它昏暗的星體在恰好的時間出現在了恰好的位置上）。所以我們現在認為，金星沒有衛星。【星體觀測】
金星的軌道比水星的要大。當進行處於西方（在太陽之又）或東方（在太陽之左）的最大距角時，看起來它距太陽比水星星距太陽遠一倍。金星是天空中最亮的天體之一，觀察它的最佳時間可能是當太恰好位於地平線以下的時候。必須注意，千萬不能用眼睛直接看太陽。太陽落山金星隨後落下，此時它位於太陽之左；太陽升起前，金星首先升起，此時它位於太陽之右。
你很容易分辨出金星來，它明亮而略呈黃色。當金星呈大「新月」形時，用雙筒望遠鏡觀測它是最合適的。此時金星位於最大距角點與下合點之間。在下合點時金星位於地球與太陽之間，我們便看不到它了，注意調好望遠鏡的焦距，使之能觀察遙遠的物體。
【星體探測】
在太空探測器探測金星以前，有的天文學家認為金星的化學和物理狀況和地球類似，在金星上發現生命的可能性比火星還大。1950年代後期，天文學家用射電望遠鏡第一次觀測了金星的表面。從1961年起，前蘇聯和美國向金星發射了30多個探測器，從近距離觀測，到著陸探測。
金星是一顆內層行星，從地球用望遠鏡觀察它的話，會發現它有位相變化。伽利略對此現象的觀察是贊成哥白尼的有關太陽系的太陽中心說的重要證據。
第一艘訪問金星的飛行器是1962年的水手2號。隨後，它又陸續被其他飛行器：金星先鋒號，蘇聯尊嚴7號（第一艘在其他行星上著陸的飛船）、尊嚴9號（第一次返回金星表面照片[左圖]）訪問（迄今已總共至少20次）。最近，美國軌道飛行器Magellan成功地用雷達產生了金星表面地圖（上圖）1961年2月12日，蘇聯發射了「金星1號」飛船，這艘飛船643公斤，在距金星9.6萬千米處飛過，進入繞太陽軌道後失去聯絡，結果一無所獲。
1962年8月27日，美國發射了「水手2號」飛船，它於1962年12月14日到達金星附近。星載微波輻射計測量了大氣深處的溫度，紅外輻射計測量了雲層頂部的溫度。磁強計的測量結果表明金星磁場很弱，在它的周圍不存在輻射帶。
1967年6月12日，蘇聯發射了「金星」4號飛船，同年10月18日進入金星大氣層。「金星」4號的著陸艙直徑1米，重383公斤，外表包著一層很厚的耐高溫殼體，設計極限壓強為25個大氣壓。著陸艙進入大氣層後展開降落傘，在降落傘的作用下緩慢下落，探測數據及時發送到軌道艙，然後返回地球。當著陸艙下降到距離金星表面為24.96公里時，信號停止發射，估計是著陸艙被金星的高氣壓壓癟了。
「金星」5號的發射時間為1969年1月5日，它的設計同「金星」4號非常接近，只是更結實一些。在著陸艙下落過程中，獲得了53分鐘的探測數據。當著陸艙下落到距離金星表面約24~26公里時被大氣壓壞，此時的壓力為26.1個大氣壓。
「金星」6號於1969年1月10日發射，同年5月17日到達金星。著陸艙一直下降到距離金星表面10~12公里。1970年8月17日，蘇聯發射了「金星」7號，並於1970年12月15日到達金星。該飛船的著陸艙能承受180個大氣壓，因此成功地到達了金星表面，成為第一個到達金星實地考察的人類使者。
傳回的數據表明，溫度高達攝氏470度。大氣成分主要是二氧化碳，還有少量的氧、氮等氣體。至此，人類撩開了金星神秘的面紗。
金星環境複雜多變，天空是橙黃色，經常下硫酸雨，一次閃電竟然持續15分鐘！
1972年到達金星表面的「金星8號」化驗了金星土壤，還對金星表面的太陽光強度和金星雲層進行了電視攝像轉播，金星上空顯得極其明亮，天空是橙黃色，大氣中有猛烈的雷電現象，還有激烈的湍流。
1975年至1984年是金星探測的高潮期。1975年6月8日和14日先後發射了「金星9號」和「金星10號」，於同年10月22日和25日分別進入不同的金星軌道，並成為環繞金星的第一對人造金星衛星。兩者探測了金星大氣結構和特性，首次發回了電視攝像機拍攝的金星全景表面圖像。
1978年9月9日和9月14日，前蘇聯又發射了「金星11號」和「金星12號」，兩者均在金星成功實現軟著陸，分別工作了110分鐘。特別是「金星12號」於12月21日向金星下降的過程中，探測到金星上空閃電頻繁、雷聲隆隆，僅在距離金星表面11公里下降到5公里的這段時間就記錄到1000次閃電，有一次閃電竟然持續了15分鐘！
人類探索金星的歷程
除太陽、月亮之外金星是天空中肉眼能夠看到的最明亮的星，最亮的時候達－4.4等，比全天最亮的恆星天狼星還亮14倍。金星毗鄰地球，兩者最近時為4100萬千米，其直徑比地球小約4％，質量輕20％，密度低10％。理論上金星有一個半徑約3100千米的鐵鎳核，中間為幔，外面為殼。由於它在大小、密度、質量、外表各方面很像地球，所以它有地球的「孿生姊妹」之美稱。
事實上，金星在許多方面與地球迥然不同，例如它的自轉是逆向的，即由東向西，周期約243天，比它繞太陽公轉周期225天還長18.3天！金星距離太陽比地球離太陽近約1/3，它得到的太陽光照比地球得到的多1倍。金星的反照率在所有的行星中名列第一，其反照率達0.76，也就是說照射在金星上的太陽光3/4以上被金星反射出來，而地球的反照率只有0.39，月球才0.07，這是因為金星有非常濃密的大氣層。
人類對太陽系行星的空間探測首先是從金星開始的，前蘇聯和美國從20世紀60年代起，就對揭開金星的秘密傾注了極大的熱情和探測競爭。迄今為止，發往金星或路過金星的各種探測器已經超過40個，獲得了大量的有關金星的科學資料。
前蘇聯於1961年1月24日發射「巨人」號金星探測器，在空間啟動時因運載火箭故障而墜毀。1961年2月12日試驗發射「金星1號」，這個成功飛往金星的探測器重643千克，在距金星9.6萬千米處飛過，進入繞太陽軌道後失去聯絡，結果一無所獲。1965年11月12日和5日發射的「金星2號」和「金星3號」均告失敗，「金星3號」重達963千克，當它在金星上硬著陸後，一切通信遙測信號全部中斷，估計是儀器設備摔毀了。儘管如此，前蘇聯科學家認為還是有收穫的，因為取得可直接「命中」金星的首戰告捷。
1967年1月12日，成功發射了「金星4號」探測器，經過了大約35000萬公里的飛行，同年10月抵達金星，向金星釋放了一個登陸艙，在它穿過大氣層的94分鐘時間裡，由於金星大氣的壓力和溫度比預想的高得多，使著陸艙受損，未能發回金星探測結果。1969年發射了「金星5號」和「金星6號」，再次闖入金星大氣探測，探測器最後降落在金星表面上，由於硬著陸儀器設備損壞，因此不能探測金星表面情況。1970年8月17日「金星7號」探測器成功發射，它穿過金星濃雲密霧，冒著高溫熾熱，首次實現金星表面的軟著陸。「金星7號」測得金星表面大氣壓力強至少為地球的90倍，溫度高達470℃。成功傳回金星表面溫度等數據資料。1972年到達金星表面的「金星8號」化驗了金星土壤，還對金星表面的太陽光強度和金星雲層進行了電視攝像轉播，金星上空顯得極其明亮，天空是橙黃色，大氣中有猛烈的雷電現象，還有激烈的湍流。
1975年至1984年是金星探測的高潮期。1975年6月8日和14日先後發射的「金星9號」和「金星10號」，與同年10月22日和25日分別進入不同的金星軌道，並成為環繞金星的第一對人造金星衛星。兩者探測了金星大氣結構和特性，首次發回了電視攝像機拍攝的金星全景表面圖像。1978年9月9日和9月14日，前蘇聯又發射了「金星11號和12號」，兩者均在金星成功實現軟著陸，分別工作了110分鐘。特別是「金星12號」在12月21日向金星下降的過程中，探測到金星上空閃電頻繁、雷聲隆隆，僅在距離金星表面11千米下降到5千米的這段時間就記錄到1000次閃電，有一次閃電竟然持續了15分鐘！
1981年10月30日和11月4日先後上天的「金星13號」和「金星14號」，其著陸艙攜帶的自動鑽探裝置深入到金星地表，採集了岩石標本。研究表明，金星上的地質構造仍然很活躍，金星的岩漿里含有水分。從二者發回的照片知道，金星的天空是橙黃色，地表的物體也是橙黃色的。「金星13號」著陸區的溫度是457℃，「金星14號」的著陸地點比較平坦，是一片棕紅色的高原，地面覆蓋著褐色的沙礫，岩石層比較堅硬，各層輪廓分明。「金星13號」下降著陸區的氣壓是89個大氣壓；「金星14號」下降著陸區為94個大氣壓，這樣大的壓力相當於地球海洋900米深處所具有的壓力。在距離地面30千米到45千米的地方有一層像霧一樣的硫酸氣體，這種硫酸霧厚度大約25千米，具有很強的腐蝕性。探測表明，金星赤道帶有從東到西的急流，最大風速達每秒110米！金星大氣有97％是二氧化碳，還有少量的氮、氬及一氧化碳和水蒸氣。主要由二氧化碳組成的金星大氣，好似溫室的保護罩一樣，它只讓太陽光的熱量進來，不讓其熱量跑出去，因此形成金星表面的高溫和高壓環境。
1983年6月2日和6月7日，「金星15號」和「金星16號」相繼發射成功，二者分別於10月10日和14日到達金星附近，成為其人造衛星，它們每24小時環繞金星一周，探測了金星表面以及大氣層的情況。探測器上的雷達高度計在圍繞金星的軌道上對金星表面進行掃描觀測，雷達的表面解析度達1～2千米，可看清金星表面的地形結構，成功繪製了北緯30度以北約25％金星表面地形圖。1984年12月前蘇聯發射了「金星－哈雷」探測器，1985年6月9日和13日於金星相會，向金星釋放了浮升探測器——充氦氣球和登陸艙，它們攜帶的電視攝像機對金星雲層進行了探測，發現金星大氣層頂有與自轉同向的大氣環流，速度高達320千米/小時，登陸設備還鑽探和分析了金星土壤。「金星－哈雷」探測器在完成任務後利用金星引力變軌，飛向哈雷彗星。綜觀前蘇聯金星探測的特點在於，主要是投放降落裝置考察，以特殊的工藝戰勝金星上高溫高壓，取得了金星表面寶貴的第一手資料。
前蘇聯航天技術的輝煌成就，極大地刺激了美國人。20世紀60年代初，美國宇航局根據肯尼迪總統提出的等月計劃，全力開展探月活動；但又看到前蘇聯對金星的探測活動，格外著急。美國當局立即決定分兵兩路，在實施等月的同時，拿出一部分力量來探測金星。美國於1961年7月22日發射「水手1號」金星探測器，升空不久因偏離航向，只好自行引爆。1962年8月27日發射「水手2號」金星探測器，飛行2.8億千米後，於同年12月14日從距離金星34 773 千米處飛過時，首次測量了金星大氣溫度，拍攝了金星全景照片，但由於設計上的缺陷，在探測過程中，光學跟蹤儀、太陽能電池板、蓄電池組和遙控系統都先後出了故障，未能圓滿執行計劃。1967年6月14日發射「水手5號」金星探測器，同年10月19日從距離金星3970千米處通過，作了大氣測量。1973年11月3日發射「水手10號」水星探測器，1974年2月5日路過金星，從距離金星5760千米處通過，對金星極其大氣作了電視攝影，發回上千張金星照片。
水手2號
從1978年起，美國把行星探測活動的重點轉移到金星。1978年5月20日和8月8日，分別發射了「先驅者－金星1號和2號」其中1號在同年12月4日順利到達金星軌道，並成為其人造衛星，對金星大氣進行了244天的觀測，考察了金星的雲層、大氣和電離層，研究了金星表面的磁場，探測了金星大氣和太陽風之間的相互作用；還使用船載雷達測繪了金星表面地形圖。1988年1月兩位美國地質學家報告說，金星表面的阿芙洛狄忒高原地區具有與地球上洋脊十分相似的特徵，他們分析了美國「先驅者－金星1號」宇宙飛船環繞金星時用雷達信號測量金星表面的結果，發現金星阿芙洛狄忒高原的岩層斷裂模式與地球上洋中脊附近的情況很相似，其主脊兩側的特徵近似呈鏡像對稱，這也正是洋中脊的重要特徵。那裡的高山、峽谷以及斷層諸方面的分布特徵表明金星的地殼在擴張，其每年幾厘米的擴張速度與地球的海（洋）底擴張相仿。
「先驅者－金星2號」帶有4個著陸艙一起進入金星大氣層，其中一個著陸艙著陸後連續工作了67分鐘，發回了一些圖片和數據。在金星的雲層中不同層次具有明顯的物理和化學特徵，金星上降雨時，落下的是硫酸而不是水，探測還表明，金星上有極其頻繁的閃電；金星地形和地球相類似，也有山脈一樣的地勢和遼闊的平原；存在著火山和一個巨大的峽谷，其深約6千米、寬200多千米、長達1000千米；金星表面有一個巨大的直徑達120千米的凹坑，其四周陡峭，深達3千米。
為了在探測金星方面取得更大的成就，美國宇航局決定要利用其在雷達探測技術方面的先進設備，透過金星濃密的雲層，詳細勘察金星的全貌和地質構造。
1989年5月4日，亞特蘭蒂斯號太空梭將「麥哲倫」號金星探測器帶上太空，並於第二天把它送入金星的航程。「麥哲倫」號金星探測器重量達3365千克，造價達4.13億美元。後來的事實說明，「麥哲倫」號是迄今最先進最為成功的金星探測器。「麥哲倫」號裝有一套先進的電視攝像雷達系統，可透過厚厚的雲層測繪出金星表面上小如足球場的物體圖像，其清晰度勝過迄今所獲金星圖像的10倍！它裝載的高解析度綜合孔徑雷達，其發射、接收天線與著名的「旅行者」號探測器定向天線相似，也是3.65米直徑的拋物面形天線，但其性能比前者提高了許多，它在金星赤道附近250千米高空時，解析度也可達到270米。「麥哲倫」的中心任務是對金星作地質學和地球物理學探測研究，通過先進的雷達探測技術，研究金星是否具有與河床和海洋構造，因前蘇聯有科學家推測，大約40億年前金星上有過汪洋大海。
「麥哲倫」拍攝到金星上一個40千米×80千米大的熔岩平原，雷達的測繪圖像非常清晰，可以清楚地辨認出火山熔岩流、火山口、高山、活火山、地殼斷層、峽谷和岩石坑。金星火山數以千計，火山周圍常有因隕石撞擊而形成的沉積物，像白色花朵。「麥哲倫」發現金星上的塵土細微而輕盈，較易於被吹動，探測表明金星表面確實是有風的，很可能像「季風」那樣，時刮時停，有時還會發生大風暴。金星表面溫度高達280℃～540℃。它沒有天然衛星，沒有水滴，其磁場強度也很小，大氣主要以二氧化碳為主，一句話，它不適宜生命存活。它的表面70％左右是極為古老的玄武岩平原，20％是低洼地，高原大約佔了金星表面的10％，金星上最高的山是麥克斯韋火山，高達12000米。在金星赤道附近面積達2.5萬平方千米的平原上，有3個直徑為37千米～48千米的火山口。金星上環繞山極不規則，總共約有900個，而且痕迹都非常年輕。
「麥哲倫」拍攝了金星絕大部分地區的雷達圖像，它的許多圖像與前蘇聯「金星15號」和「金星16號」探測器所攝雷達照片經常可以重合拼接起來，使判讀專家得以相互印證，從而使得人們對金星有進一步的了解。「麥哲倫」號從1990年8月10日至1994年12月12日一直圍繞金星進行探測，最後在金星大氣中焚毀。1990年2月飛往木星的「伽利略」號探測器途徑金星，成功地拍攝金星的紫外。紅外波段的圖像，照片上顯示金星大氣頂部的硫酸雲霧透過紫外光非常突出。雖說金星空間探測碩果累累，但仍然有許多待解之謎。譬如說，金星上確曾有過海嗎？金星上的溫室效應是在什麼時候、怎樣發生的？目前金星表面是經過大規模的火山活動而重新形成的嗎？金星大氣的精確化學成分是什麼？等等。
此外，2005年11月9日發射的歐洲金星快車是歐洲對金星的第一次太空探測任務。另外，還有日本宇宙航空研究開發機構研發的「拂曉」號（Akatsuki）金星探測器也對金星進行過探測。它通過攜帶的5台可穿透金星大氣的特殊紅外攝像機、紫外攝像機探測金星大氣和地質構造。未來的金星探測需要長壽命的登陸艙、專門的下降探測裝置、遙控探測氣球以及監視金星大氣的軌道器等。
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