火星衛星照片顯示動態行星

火星勘測軌道飛行器慶祝了其環繞火星15週年

Mars site

影響:在環繞紅色星球執行的15年裡,火星勘測軌道飛行器目睹了數百個新隕石坑剛剛被撞擊形成。這個直徑八米的撞擊坑是航天器的背景相機在2016年發現的——而在2012年早些時候的飛越中它還不存在。火星比地球受到更多小行星的撞擊,因為其相對稀薄的大氣層提供的保護要少得多。

美國國家航空航天局、噴氣推進實驗室和亞利桑那大學

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火星,曾經被認為是靜態、塵土飛揚的景觀,但它一直在變化。直到美國國家航空航天局的火星勘測軌道飛行器(MRO)出現,我們才觀察到沙丘的移動、季節的更替以及席捲整個星球的塵捲風。該航天器最近標誌著其環繞我們鄰近世界執行15週年,在那裡它使用了四個科學儀器和三個攝像機套件來編目各種地質特徵。“在我們之前,我們從未有過足夠的解析度在足夠長的時間內看到地表的變化,”位於加利福尼亞州帕薩迪納市的噴氣推進實驗室(JPL)的MRO專案科學家理查德·祖雷克說。“今天我們可以看到火星是動態的。”

軌道飛行器於2005年發射,透過多年來傳回地球的累計400太位元的資料,促成了許多關於火星大氣層、地表以及,得益於雷達,甚至地下的發現。它還充當了通訊衛星,中繼來自在其逗留期間訪問火星地面的各種著陸器和漫遊器的訊息。15年後,該航天器仍然狀況良好,並且有足夠的燃料至少再執行15年——只要其儀器能夠堅持下去。“當然,事情可能會意外地發生故障,就像一輛舊車一樣,”JPL的MRO副專案科學家萊斯利·坦帕裡說。“但是擁有這種長壽確實可以加深我們對火星的理解。有些事情只有透過長期觀測歷史才能瞭解。”

該航天器的儀器也揭示了火星的美麗,揭示了一個與我們自己的星球驚人相似的 alien 世界。就像哈勃太空望遠鏡和其他天文臺的許多偉大照片一樣,MRO的影像不僅僅是科學——它們也是藝術。祖雷克回憶起阿爾弗雷德·麥克尤恩,高解析度成像科學實驗(HiRISE)的首席研究員,來訪JPL時:“秘書告訴他,‘沿著走廊走下去,當你看到印象派繪畫時,左轉。’他沿著走廊走下去,看到印象派繪畫實際上是他的相機拍攝的火星照片。”


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圖片來源:美國國家航空航天局、噴氣推進實驗室和亞利桑那大學

雪崩:在這張2010年由軌道飛行器的高解析度成像科學實驗(HiRISE)拍攝的照片中,一片碎片雲籠罩在火星北極的某個地點上方。最有可能是一場雪崩的後果,場景顯示了一個陡峭的懸崖,由層層水冰組成,頂部覆蓋著明亮的白色二氧化碳霜。這種景象在每個火星春季在這個區域都很常見,這表明北極有一個反覆發生的雪崩季節,當陽光和熱量分解冬季的霜凍時。 


圖片來源:美國國家航空航天局、噴氣推進實驗室和亞利桑那大學

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條紋和波浪:各種華麗的紋理覆蓋著火星塵土飛揚的表面。大型沙丘(頂部)在科珀萊特斯峽谷內的內克塔里斯山脈斜坡上起伏。當二氧化碳冰塊沿著沙丘的陡峭表面滑下時,羅素隕石坑(中間)沙丘上的狹窄槽溝形成。黑暗的通道似乎隨著季節出現和重新排列,在軌道飛行器拍攝它們的每一年中創造出不同的模式。不同型別的線條沿著阿拉伯臺地區一個隕石坑的斜坡向下延伸(底部)。當塵土沿著圓形隕石坑的側面傾瀉而下時,就會形成這些條紋。


圖片來源:美國國家航空航天局、噴氣推進實驗室和亞利桑那大學

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塵捲風:地球和火星共有的天氣特徵是塵捲風——一個垂直的塵柱,圍繞著低氣壓的區域向上盤旋。這個(頂部)在2019年被HiRISE捕獲,高達約650米進入天空,這可以從其陰影向右延伸的長度中看出。塵捲風在火星表面劃出蜿蜒的黑色軌跡(底部),當它們經過火星表面時,會從地面上揚起明亮的塵土。


圖片來源:美國國家航空航天局、噴氣推進實驗室和亞利桑那大學

沙丘:如同皺褶的緞子,沙丘的波峰從火星地面升起。科學家們研究沙丘的形狀以瞭解紅色星球的地質。例如,這裡的一些彎曲的山峰看起來像所謂的弓形沙丘,當風穩定地朝一個方向吹時就會形成弓形沙丘——這是地球沙漠和火星沙漠的共同特徵。

克拉拉·莫斯科維茨大眾科學的高階編輯,她在那裡報道天文學、太空、物理學和數學。她在大眾科學工作了十年;之前她在Space.com工作。莫斯科維茨曾對火箭發射、太空梭升空和著陸、亞軌道太空飛行訓練、山頂天文臺等進行過現場報道。她擁有衛斯理大學的天文學和物理學學士學位,以及加州大學聖克魯茲分校的科學傳播研究生學位。

更多作者:克拉拉·莫斯科維茨
大眾科學雜誌第324卷第1期本文最初以“動態行星”為標題發表於大眾科學雜誌第324卷第1期(),第68頁
doi:10.1038/scientificamerican0121-68
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