NASA双探测器将执行动力机动奔向火星

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NASA的ESCAPADE任务是一对相同的双星探测器，将在火星轨道上形成编队。

它们即将在地球进行动力弹弓机动以增加速度。

到达火星后，它们将研究太阳风与火星残余磁场的相互作用。

图片来自NASA。

一对NASA的航天器即将在地球轨道上执行重力助推机动，部分人可能有机会目睹这一过程。

它们正前往火星，将在那里更深入地探索太阳系的一个谜题：火星如何失去其古代大气层。

这对航天器是独特的，因为一旦抵达火星，它们将成为首批以编队飞行形式环绕火星的航天器。

越来越明显，尽管尚不确定，火星过去可能温暖湿润。

它可能曾经适合生命存在，甚至可能曾有简单生命。

但发生了某些变化，使这颗星球如今寒冷而荒芜。

要变得温暖湿润，它必须拥有比现在薄得多的大气层。

研究这颗铁红色星球的科学家们推测，太阳的紫外线辐射驱使火星古代的大气层逃逸到太空。

这种情况只发生在火星熔岩核心冷却之后，行星失去了保护性的磁层。

一旦暴露在太阳紫外线辐射的全威力之下，大气层便注定消亡。

尽管火星的全球磁层早已消失，但其地壳中仍存在被称为地壳磁场或残留磁场的局部磁场。

这些磁场并非由地磁发电机产生，而是由富含铁元素的地壳碎片局部生成的磁场。

当火星的地磁发电机在数亿年前失效时，这些碎片固定了古老地壳的磁性方向。

火星地表的这些磁场也会在行星高层大气中产生类似的磁场区域。

所有这些磁场远不及古代地磁发电机的强大，但已足以发挥作用。

这幅火星地壳磁性地图是利用美国国家航空航天局（NASA）现已停用的火星全球探测器的数据绘制而成。

以颜色编码形式展示了磁性强度，蓝色代表较弱，红色代表较强。

图像来源：美国国家航空航天局（NASA）——公共领域。

虽然火星大气层流失的总体情况已较为清晰，但具体细节仍不明确。

美国宇航局（NASA）发射的前往火星轨道的探测器被称为逃逸和等离子体加速与动力学探测器（ESCAPADE）。

它们是双星探测器，分别命名为红蓝双星，将测量太阳风如何与火星古代磁场残余相互作用。

不久后，太空船将接近地球。

在最近距离时，它们将位于地表上方约965至1,770公里处，并将使用推进器加速。

这些加速将与地球引力结合，借助引力弹弓效应驶向火星。

第一艘将在某日完成，第二艘将在随后某日完成。

这些火星转移燃烧将持续约9分钟，速度将从约10.14公里秒提升至10.78公里秒。

这将使速度提高超过2,000公里小时。

这些机动操作是必要的，因为ESCAPADE未能在常规的火星发射窗口发射。

这些窗口大约每26个月出现一次。

因此，航天器需要在地球太阳拉格朗日点2附近停留一段时间，随后接近地球，并借助这些推进来前往火星。

这过程中还获得了一些额外的科学成果，航天器曾飞越并观测了地球的磁尾。

他们成为首个完成此类观测的航天器，相关观测结果将很快公布。

关于ESCAPADE项目，一个自然的问题是：为什么会有两艘航天器？

太阳风与磁场的相互作用可能在极短时间内发生变化。

单个航天器无法判断观测到的变化是由于这些相互作用本身的变化，还是航天器位置的变化。

两架编队飞行的航天器可以消除这种不确定性。

NASA称这种编队为珍珠串。

这幅图片展示了ESCAPADE飞船在火星上空的串珠编队。

航天器将在不同距离上执行相同的轨道任务。

但这仅是任务的第一阶段，科学阶段A，将持续约6个月。

在科学阶段B，ESCAPADE的蓝单元和红单元将更加独立地运行。

蓝单元将降低轨道至约7,000公里，红单元将提升轨道至约10,000公里。

这一阶段将持续约5个月，直至ESCAPADE任务的正常科学阶段结束。

航天器在任务结束后仍可能长期运行，届时美国宇航局将需要做出相关决策。

这艘航天器将对部分地面观测者可见，但几乎肯定需要望远镜才能观测到。

它们会呈现为一对暗淡、大小相当于冰箱的物体，在星空背景上移动。

虽然不特别激动人心，但依然有趣。

想到像火星这样的行星失去宜居性并走向死亡，令人感到诡异。

这让我们对寻找生命的意义有所思考，也让我们更了解地球。

可能有无数行星曾短暂地具备宜居条件——也许曾孕育过简单生命——但它们在复杂生命尚未出现之前就已消亡。

这使地球上的生命显得更加珍贵。

地球已经保持宜居状态数十亿年，而复杂生命在数百万年甚至更长时间内蓬勃发展，这在概率上显得尤为罕见。

拥有一个这样的熄灭行星在附近是一个难得的机会，可以了解这种现象的发生过程，ESCAPADE将充分利用这一机会。

相关知识（天文术语）

火星是太阳系中距离地球较远的行星之一，表面呈现红色，因氧化铁地表而得名。

它拥有稀薄的大气层和极端温差，昼夜温差可达100摄氏度以上。

科学家通过探测器发现火星存在水冰和干冰，推测其地质活动曾活跃。

目前人类已开展多次火星探测任务，如好奇号和毅力号，旨在研究其气候、地质及潜在生命迹象。

BY: Evan Gough

FY: AI

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