長(zhǎng)久以來(lái)的火星衛(wèi)星之謎——以及可能解開它的任務(wù)

來(lái)源：桑間濮上網(wǎng) 編輯：焦點(diǎn) 時(shí)間：2025-12-10 09:03:32

長(zhǎng)久以來(lái)的長(zhǎng)久火星衛(wèi)星之謎——以及可能解開它的任務(wù)

長(zhǎng)久以來(lái)的火星衛(wèi)星之謎——以及可能解開它的任務(wù)。信用:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局
（神秘的火的任地球uux.cn）據(jù)對(duì)話（本·萊德·斯托克斯）：火星的兩個(gè)小衛(wèi)星，火衛(wèi)一(直徑約22公里)和戴莫斯(直徑約13公里)，星衛(wèi)星幾十年來(lái)一直困擾著科學(xué)家，謎及它們的解開起源仍然是一個(gè)爭(zhēng)論的問(wèn)題。一些人提出，長(zhǎng)久它們可能是火的任由一顆行星或大型小行星撞擊火星表面產(chǎn)生的殘余碎片組成的(#TeamImpact)。
然而，星衛(wèi)星一個(gè)相反的謎及假設(shè)(#TeamCapture)認(rèn)為，這些衛(wèi)星是解開被火星的引力捕獲并被困在軌道上的小行星。
為了解開這個(gè)謎，長(zhǎng)久我們需要月球表面的火的任材料在地球上進(jìn)行分析。幸運(yùn)的星衛(wèi)星是，日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(Jaxa)將于2024年9月向火衛(wèi)一和戴莫斯發(fā)射一項(xiàng)名為“火星月球探測(cè)”(MMX)的謎及任務(wù)。這項(xiàng)任務(wù)將由一種新設(shè)計(jì)的解開火箭H-3運(yùn)載，這種火箭仍在開發(fā)中。
該航天器預(yù)計(jì)將于2025年到達(dá)火星軌道，之后它將繞火衛(wèi)一運(yùn)行，并最終從其表面收集材料，然后于2029年返回地球。
這將使它成為最近一系列將物質(zhì)從太空帶回地球的任務(wù)中的下一個(gè)，繼日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)小行星Ryugu (Hayabusa2)的成功任務(wù)，美國(guó)宇航局對(duì)小行星貝努鳥的Osiris-Rex任務(wù)和中國(guó)航天局的嫦娥5號(hào)登月任務(wù)之后。
贈(zèng)品
如果撞擊源確實(shí)存在，我們可以期待在火衛(wèi)一上找到與在火星上發(fā)現(xiàn)的相似的物質(zhì)。雖然我們還沒(méi)有任何直接從火星返回的物質(zhì)，但我們足夠幸運(yùn)地?fù)碛袕钠浔砻鎳娚涑鰜?lái)的巖石，這些巖石最終找到了通往地球的道路。
因此，這些隕石可能與從火衛(wèi)一返回的物質(zhì)相似，這提供了一個(gè)奇妙的對(duì)比。
然而，在捕獲小行星起源的情況下，我們更有可能在火衛(wèi)一上找到在太陽(yáng)系其他小行星上發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)。#TeamCapture小組中流行的假設(shè)是，衛(wèi)星是由與隕石相同的巖石組成的，稱為碳質(zhì)球粒隕石。值得慶幸的是，我們有大量這樣的隕石和樣本，可以與火衛(wèi)一的材料進(jìn)行比較。
比較隕石和從火衛(wèi)一帶回來(lái)的物質(zhì)將是幫助我們理解這兩個(gè)衛(wèi)星起源的一個(gè)極好的工具。一旦我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里有了材料，就可以對(duì)樣品應(yīng)用嚴(yán)格的分析技術(shù)。
一種這樣的技術(shù)是氧同位素分析。同位素是一些元素的變體，這些元素的原子核中或多或少有一些被稱為中子的粒子。例如，氧有三種穩(wěn)定同位素，原子量分別為16、17和18。
氧-17/氧-16和氧-18/氧-16的同位素比率之和被表示為17O，并且是特定母體物體的特征。根據(jù)太陽(yáng)系中巖石體形成的位置，不同的氧成分被獲得并保留在巖石中。例如，來(lái)自地球的巖石具有0左右的δ17O，而來(lái)自火星的隕石具有~0.3左右的δ17O。因此，來(lái)自地球的巖石和火星隕石可以很容易地彼此分開。
如果火衛(wèi)一形成于太陽(yáng)系中與火星相同或至少相似的位置，我們預(yù)計(jì)MMX號(hào)帶回的物質(zhì)成分也有大約0.3的17O。
如前所述，#TeamCapture暗示了火衛(wèi)一類似碳質(zhì)球粒隕石的起源。科學(xué)家研究的所有已知碳質(zhì)球粒隕石都顯示負(fù)同位素17O，范圍從-0.5一直到-4。因此，氧氣可以成為破譯火星衛(wèi)星起源的一個(gè)極其有力的工具，一旦物質(zhì)返回地球，氧氣應(yīng)該是這項(xiàng)任務(wù)的重中之重。
如果火衛(wèi)一確實(shí)代表了火星的古老碎片，它可能包含了最原始的火星物質(zhì)。火星經(jīng)歷了一系列改變其表面巖石的過(guò)程，包括風(fēng)蝕和水的改變。根據(jù)海盜號(hào)等軌道飛行器觀測(cè)到的干涸河床等特征，很明顯火星上曾經(jīng)存在過(guò)水。
這些水可能來(lái)自小行星和彗星的混合，以及火山活動(dòng)。火星還保留了厚厚的大氣層，這使得水在行星表面以液體形式存在。
另一方面，火衛(wèi)一仍然是一個(gè)沒(méi)有空氣的天體，沒(méi)有發(fā)生水污染等過(guò)程(盡管可能發(fā)生了輕微的撞擊事件)。這意味著從火衛(wèi)一返回的樣本可以為火星原始水含量提供極其重要的見解，并為早期太陽(yáng)系中發(fā)生的過(guò)程提供一個(gè)窗口。
MMX是太空探索中最激動(dòng)人心的計(jì)劃任務(wù)之一。在不到一年的時(shí)間里，我們已經(jīng)為成功的發(fā)射、樣品采集和樣品返回而祈禱。包括我在內(nèi)的許多科學(xué)家絕對(duì)希望有一天能夠研究這些樣本。

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