火卫二:关于火星小卫星的探索说明

子轸 2020年2月23日16:36:44 评论

 

火卫二:关于火星小卫星的探索说明

美国航天局NASA火星勘测轨道飞行器拍摄的图像显示,火卫二的表面大部分是烟雾,只有最近的撞击坑破坏了它。(图片:美国宇航局NASA/喷气推进实验室/亚利桑那大学)

火星是唯一拥有多个卫星的陆地行星。两者中较小的一个,块状卫星火卫二,与太阳系中的大多数卫星相比,更像小行星,这种相似性引发了人们对其形成的质疑。

发现与命名

1877年8月12日,美国天文学家阿萨夫·霍尔对火星卫星进行了重点搜索,发现了火卫二。六天后,他认出了第二颗火星卫星火卫一。

早在几年前就有人提出月球的存在,当时约翰内斯开普勒提出,由于地球上有一个月球和木星四个(当时只有伽利略卫星已知),火星可能有两个卫星在其轨道上运行。然而,在霍尔仔细搜寻之前,还没有这种卫星的迹象。

霍尔利用位于华盛顿特区的美国海军天文台26英寸的折射仪,对这颗红色行星周围的区域进行了系统的研究。他比以前的天文学家更靠近火星,发现火卫二绕着火星的赤道旋转,距离火星中心只有14576英里(23458公里)。火卫一的轨道更近了。它们的距离很近,体积很小,所以一直隐藏在行星的眩光中。

地球。

与太阳系中的许多天体一样,火星卫星的名字来源于希腊神话。在荷马的古诗《伊利亚特》中,戴莫斯和火卫一是马尔斯(希腊人的战神阿瑞斯)的孪生儿子,并陪伴他参战。

火卫二:关于火星小卫星的探索说明

科学家们花了将近一个世纪才开始了解这两颗火星小卫星。1971年,美国宇航局NASA的“水手9号”宇宙飞船成为第一颗环绕另一颗行星运行的人造卫星。来自飞船的图像显示,火卫二和火卫一都有块状、土豆状的形状,而不是像地球的月亮一样呈球形。对火卫二的观测受到了月球与行星之间潮汐锁定的限制,导致同一面始终朝外。

随着探索的继续,科学家们能够收集到更多关于这两颗小卫星的信息。海盗号的轨道飞行器在20世纪70年代末飞过,第二颗轨道飞行器在距离火卫二19英里(30公里)的范围内通过。苏联的火卫一2号任务、美国宇航局NASA的火星全球探测器和欧洲火星快车都提供了更多关于这两颗好奇卫星的线索。来自地球表面的漫游者甚至参与了这次行动,他们的精神、机遇和好奇心都提供了来自地面的图像。

2024年,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)计划发射火星卫星探测(MMX)任务,访问火卫一和火卫二。MMX将降落在火卫一表面,收集2029年返回地球的样本。

应用物理实验室的大卫劳伦斯在一份声明中说:“了解火卫一和火卫二是如何形成的,多年来一直是行星科学界的一个目标。”。劳伦斯带领团队为MMX开发了一种仪器。

2016年,一个名为PADME(火卫一和火卫二以及火星环境)的低成本火星轨道飞行器计划访问这些卫星。它的主要目标之一是确定火卫二和火卫一来自何方——它们是与火星同时产生的,还是从小行星带或其他地方捕获的。帕德梅参加了NASA的探索计划,但输给了“心灵”号和“露西”号访问小行星的任务。

NASA正在考虑在20世纪30年代将人类送上火星,这使得一些科学家认为,到火星的一个卫星执行任务可能会有好处。这将减少降落在有大气层的地面上的复杂程度,尽管如果人类想保持原地不动的话,就需要拴在火卫二或火卫一的表面。

但未来的探险家可能会受到冲击。强大的太阳风可能使火星卫星的某些区域充电到数百伏,从而可能影响电子设备。

NASA戈达德航天飞行中心(马里兰州绿带)的威廉·法雷尔在一份声明中说:“我们发现,宇航员或漫游者在火星白天穿越火卫一(即面向火星的一面)的夜间时,可能会积累大量电荷。”虽然我们预计这些电荷不会大到足以伤害宇航员,但它们有可能大到足以影响敏感设备,因此我们需要设计宇航服和设备,将任何电荷危害降至最低。”

暗卫星是由类似于I型或II型碳质球粒陨石的物质组成的,是小行星和谷神星等矮行星的物质。它们很小,较小的火卫二的半径只有3.9英里(6.2公里)。再加上它们土豆般的形状,暗示这两颗卫星可能都是小行星,被木星从小行星带推出来,被火星的引力所攫取。

但这远没有定论。火卫二的近轨道几乎是圆形的。它在30小时内绕火星赤道面飞行,一天多一点。要达到这样一个稳定的轨道需要大气的制动,但这颗红色行星上的大气比地球上的要稀薄。

卫星的另一个可能起源是,尘埃和岩石在环绕火星的轨道上可能已经积聚或聚集在一起。第三种可能性包括碰撞,很像是形成地球月球的碰撞,大部分大碎片从地球轨道上脱落,只留下火卫二和火卫一。

最近的一项提议结合了最后两种可能性。据研究人员称,一次碰撞曾将碎片散落到火星周围的一个环中。科学家预测,随着火卫一接近这颗红色行星,它将再次被撕成一个环。

NASA科学任务局(SMD)副局长托马斯祖布琴(Thomas Zurbuchen)在一份声明中说:“解开火星卫星形成之谜,将有助于我们更好地了解行星是如何围绕太阳形成的,进而围绕其他恒星形成的。”。

从火星表面看,这颗小月像星星。满月时,火卫二的光芒和金星一样明亮。当月亮使太阳黯然失色时,它看起来像一个小点穿过它的表面。

但这对不会永远在天空中闪耀。在1亿年内,火卫一将与这颗红色星球相撞。戴莫斯将遭受相反的命运。它的轨道正慢慢地把它从火星上拉走,最终月球将被抛入太空。

火卫二有许多陨石坑是由陨石撞击造成的。但火卫二上的陨石坑看起来与太阳系大多数天体上的陨石坑不同。当一块岩石与另一个物体碰撞时,撞击产生的物质往往会飞到空中并落回地面,从而产生喷射沉积。但是月球的小尺寸意味着物体飞入太空只需要每小时13英里(20公里)的速度。尽管月球表面覆盖着可能深达328英尺(100米)的表土,但它是由陨石撞击而成,而不是由废弃物造成的。

火卫二上只有两个火山口被命名。1726年,英国作家乔纳森·斯威夫特(Jonathan Swift)在他的小说《格列佛游记》(Gulliver's Travels)中提到两颗火星卫星时,引用了开普勒的话。几年后,法国作家伏尔泰(Voltaire)在一篇短篇小说中提到了两颗卫星。这两个火山口上有这些作者的名字。

子轸

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