火星,曾经被认为是静态、尘土飞扬的景观,但它一直在变化。直到美国国家航空航天局的火星勘测轨道飞行器(MRO)出现,我们才观察到沙丘的移动、季节的更替以及席卷整个星球的尘卷风。该航天器最近标志着其环绕我们邻近世界运行15周年,在那里它使用了四个科学仪器和三个摄像机套件来编目各种地质特征。“在我们之前,我们从未有过足够的分辨率在足够长的时间内看到地表的变化,”位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的喷气推进实验室(JPL)的MRO项目科学家理查德·祖雷克说。“今天我们可以看到火星是动态的。”
轨道飞行器于2005年发射,通过多年来传回地球的累计400太比特的数据,促成了许多关于火星大气层、地表以及,得益于雷达,甚至地下的发现。它还充当了通信卫星,中继来自在其逗留期间访问火星地面的各种着陆器和漫游器的消息。15年后,该航天器仍然状况良好,并且有足够的燃料至少再运行15年——只要其仪器能够坚持下去。“当然,事情可能会意外地发生故障,就像一辆旧车一样,”JPL的MRO副项目科学家莱斯利·坦帕里说。“但是拥有这种长寿确实可以加深我们对火星的理解。有些事情只有通过长期观测历史才能了解。”
该航天器的仪器也揭示了火星的美丽,揭示了一个与我们自己的星球惊人相似的 alien 世界。就像哈勃太空望远镜和其他天文台的许多伟大照片一样,MRO的图像不仅仅是科学——它们也是艺术。祖雷克回忆起阿尔弗雷德·麦克尤恩,高分辨率成像科学实验(HiRISE)的首席研究员,来访JPL时:“秘书告诉他,‘沿着走廊走下去,当你看到印象派绘画时,左转。’他沿着走廊走下去,看到印象派绘画实际上是他的相机拍摄的火星照片。”
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图片来源:美国国家航空航天局、喷气推进实验室和亚利桑那大学
雪崩:在这张2010年由轨道飞行器的高分辨率成像科学实验(HiRISE)拍摄的照片中,一片碎片云笼罩在火星北极的某个地点上方。最有可能是一场雪崩的后果,场景显示了一个陡峭的悬崖,由层层水冰组成,顶部覆盖着明亮的白色二氧化碳霜。这种景象在每个火星春季在这个区域都很常见,这表明北极有一个反复发生的雪崩季节,当阳光和热量分解冬季的霜冻时。

图片来源:美国国家航空航天局、喷气推进实验室和亚利桑那大学

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条纹和波浪:各种华丽的纹理覆盖着火星尘土飞扬的表面。大型沙丘(顶部)在科珀莱特斯峡谷内的内克塔里斯山脉斜坡上起伏。当二氧化碳冰块沿着沙丘的陡峭表面滑下时,罗素陨石坑(中间)沙丘上的狭窄槽沟形成。黑暗的通道似乎随着季节出现和重新排列,在轨道飞行器拍摄它们的每一年中创造出不同的模式。不同类型的线条沿着阿拉伯台地区一个陨石坑的斜坡向下延伸(底部)。当尘土沿着圆形陨石坑的侧面倾泻而下时,就会形成这些条纹。

图片来源:美国国家航空航天局、喷气推进实验室和亚利桑那大学

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尘卷风:地球和火星共有的天气特征是尘卷风——一个垂直的尘柱,围绕着低气压的区域向上盘旋。这个(顶部)在2019年被HiRISE捕获,高达约650米进入天空,这可以从其阴影向右延伸的长度中看出。尘卷风在火星表面划出蜿蜒的黑色轨迹(底部),当它们经过火星表面时,会从地面上扬起明亮的尘土。

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沙丘:如同皱褶的缎子,沙丘的波峰从火星地面升起。科学家们研究沙丘的形状以了解红色星球的地质。例如,这里的一些弯曲的山峰看起来像所谓的弓形沙丘,当风稳定地朝一个方向吹时就会形成弓形沙丘——这是地球沙漠和火星沙漠的共同特征。