本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
火星的天空变得更加拥挤。2014年9月21日,美国国家航空航天局的火星大气与挥发演化探测器(MAVEN)启动引擎约33分钟,以便进入安全轨道。几天后的9月24日清晨,印度空间研究组织(ISRO)创造了历史,与美国、前苏联和欧洲一样,成功地将航天器送入火星轨道——他们的火星轨道探测器,或称曼加里安(“火星飞行器”)任务。
印度的成就令人印象深刻。即使曼加里安主要是一个用于各种航天器工程设计的试验平台——携带了一些科学仪器——但能将任何东西完整地送到火星就非常了不起。探索这颗太阳系第四行星的努力历史充满了失望,以及相当多的意外撞击坑。只有大约43%的火星任务取得了任何形式的成功。难怪ISRO的男士和女士们非常非常高兴。
在莱曼-阿尔法光度计、甲烷传感器、四极杆质谱分析仪和热红外成像光谱仪等仪器中,有一个普通的相机,它发回了这次任务的首批发布图像之一——如图所示。
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与此同时,美国国家航空航天局的MAVEN正在启动自己的科学仪器,对火星大气层进行高度详细的研究。尽管它目前处于周期为35小时的椭圆轨道(尚未进入周期为4.5小时的最终科学轨道),但MAVEN的探测器阵列正在开始工作。
船上载有太阳风离子分析仪、太阳风电子分析仪、太阳高能粒子探测器、超热和热离子成分仪器、朗缪尔探针和波设备(用于观察快速等离子体振荡)、磁力计、极紫外监测器、中性气体和离子质谱仪以及成像紫外光谱仪。一个主要目标是了解火星大气层今天是如何流失的,并尝试利用这些数据推断回火星历史,以评估数百万和数十亿年来大气演化可能是什么样的。在其主要任务期间,MAVEN还将“下降”到火星77英里以内,以更详细地探测其高层大气。
有趣的是,MAVEN没有携带甲烷探测器——甲烷是今天生物活动的潜在特征——但曼加里安有。MAVEN也没有传统的可见光相机。但它确实有紫外成像光谱仪,因此自然而然地,它提供了首批发回的图像之一——在抵达后仅仅8小时。
我们正在看什么?蓝色代表来自太阳的远紫外光,这些光被火星上空巨大光晕状云层中存在的原子氢散射。绿色主要是由氧气引起的紫外线散射。红色是中紫外光从火星表面反射——显示南部极地有一个更亮的区域,可能是冰或云。
您可能想知道氢和氧是从哪里来的,如果稀薄的火星大气层主要由二氧化碳组成?它们来自高海拔地区水和二氧化碳分子的离解。
因此,这些图像中的蓝色光芒是MAVEN前往火星研究的非常重要的部分——氢气正在流失到太空,这些氢气曾经存在于水中,因此代表着这个尘土飞扬的世界正在持续干涸。