歐航局(ESA)科學家通過對火衛一進行“假飛越”來解開這顆火星衛星之謎
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：據了解，通過在火衛一實際不存在的時候對其進行的“飛越”，歐航局(ESA)的Mars Express軌道器為研究人員提供了一個受控實驗，進而讓他們得以了解更多關於火星衛星和太陽風之間神秘的、間歇性的互動。
半個世紀以來對火星的研究產生了一長串的發現，可以用一句簡單的話來概括。火星是一個非常令人驚訝的星球。盡管它是太陽係中最像地球的目的地，但它在很多方麵都非常不同，以至於我們往往很難真正掌握紅色星球附近發生的事情。
一個典型的例子是太陽風如何與火星及其兩顆衛星--火衛一和火衛二相互作用。在地球係統中，月球反射來自太陽的帶電粒子是公認的。火衛一雖然比月球小得多，但也是一個沒有磁場的岩石體，它正圍繞著位於內太陽係的一顆陸生行星運行，因此它應該以類似的方式反射這些粒子。
然而，當2003年12月進入火星軌道的Mars Express對火衛一進行反複飛越時，它隻在2008年和2016年1月看到了這種反射--或反向散射的證據。從邏輯上講，火衛一正在受到太陽風的轟擊，所以問題是，這些粒子發生了什麽？
一種可能性是，帶電粒子根本沒有被反射，探測是Mars Express的一個偽裝，當它移動其太陽電池陣列和傳感器以關注火衛一時它可能將它們反射到自己身上。
為了測試這一假設，任務控製中心命令Mars Express在2017年再進行三次飛越，跟之前的飛越相同，但有一個重大區別。火衛一不會出現在那裏。換言之，這些是假飛越。
這些假飛越觀察到航天器沒有反射太陽風，而火衛一應該在的區域（但不是）被讀成空的空間。ESA表示，這跟用假飛越作為對照、跟真正的飛越進行比較的實驗室實驗基本相同，這使得科學家能夠消除Mars Express作為反射的來源。
雖然令人欣慰，但這仍留下了一個問題：為什麽航天器隻是間歇性地看到來自火衛一的反向散射。這可能是由於火衛一和月球的大小不同，火衛一上有一個未被發現的磁場、表麵成分的不同或其他因素。
“總體來說，這些斷斷續續的粒子很可能是從火衛一表麵反射出來的，但我們不能排除另一個神秘的來源，”瑞典空間物理研究所的Yoshifumi Futaana表示“然而，‘假’飛越可以幫助我們更好地了解情況、明確顯示Mars Express不是來源。為了了解更多，我們需要更多Mars Express在不同配置下飛越火衛一。即使在這些飛越過程中沒有看到反射粒子，即使沒有信號也會提供有價值的統計數據。”
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（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：通過進行一係列真實和 “虛假”的飛越，歐航局(ESA)的Mars Express揭示了火星最大的衛星--火衛一是如何跟太陽拋出的帶電粒子的太陽風相互作用的，並且還發現了一個難以捉摸的過程--這個過程以前隻在火衛一看到過一次。
太陽風從我們的恒星流出來從而使太陽係充滿了高能粒子。地球的月球不斷地反射這些粒子，鑒於火星和火衛一之間的相似性（兩者都是岩石，缺乏磁場和大氣層，在太陽係內部的陸地行星上運行），預計火星的衛星也會出現同樣的“反向散射”。然而，盡管ESA的Mars Express多次接近火衛一，但卻隻看到過一次這種反向散射（2008年）。
不過現在，研究人員報告稱，在2016年1月飛越火衛一的過程中，Mars Express第二次成功探測到了火衛一的反射太陽風粒子。
來自瑞典空間物理研究所(IRF)的Yoshifumi Futaana指出：“長期以來，火衛一跟太陽風的關係一直是個謎。我們知道火衛一必須跟這些粒子相互作用，但我們沒有看到它們--為什麽？為什麽火衛一的行為跟月球如此不同，而兩者看起來是非常相似的？在八年的飛越中，我們第一次興奮地在火星最大的衛星上再次看到這些反射粒子的跡象。”他是關於2016年飛越的新論文的第一作者。
然而，由於這種反向散射非常得斷斷續續且很少在火衛一看到，科學家們懷疑這種現象是否是由Mars Express本身反射太陽風粒子造成。在2008年的飛越過程中，該航天器移動了它的太陽電池陣列並轉向將其儀器對準火衛一--這種操作可能影響了周圍粒子的行為。
“對於2016年的飛越，同樣的質疑仍存在：我們怎麽知道這個探測實際上是來自火衛一的反射，而不是來自Mars Express本身？”Yoshifumi補充道。
“假”飛越
為了探索這種可能性，研究人員在2017年用航天器進行了三次史無前例的特殊操作，被稱為“假”飛越。通過使用完全相同的操作序列、控製演習和太陽能陣列調整，Mars Express在充滿太陽風的空間中飛行，但沒有火衛一的存在，本質上是在進行飛越--隻是沒有目標。
研究論文的共同作者Mats Holmström指出：“從本質上講，我們是在火星上完成一種實驗室實驗。由於‘假’飛越可以讓我們探索Mars Express是如何在一個更可控的環境中影響太陽風的，所以我們可以尋找航天器本身是粒子反射原因的跡象。”Holmström也是IRF的成員，同時還是Mars Express的ASPERA-3儀器--用於觀察反射粒子--的主要調查員。
“假”飛越並沒有發現Mars Express產生或散射任何入射粒子的這種跡象，這表明在2008年和2016年的飛越中，火衛一確實將探測到的粒子反射回了太空。
零星的散射
盡管如此，在十幾次飛越火衛一的過程中，隻有兩次發現了背向散射粒子，即使如此，信號也是零星的、斷斷續續的。這跟我們在月球上看到的情況完全不同，月球是另一個既缺乏大氣層又缺乏磁場的天體，因此預計會有類似的表現。但為什麽會出現這種差異？
Yoshifumi和他的同事們考慮了許多可能性，從也許發生在與Mars Express所捕捉到的不同空間或時間尺度上的過程到火衛一上可能存在的磁力再到火衛一和月球表麵成分的不同等等。
“總體來說，”這些斷斷續續的粒子很可能是從火衛一的表麵反射出來的，但我們不能排除另一個神秘的來源，”Yoshifumi補充道，“然而，‘假’飛越幫助我們更好地了解情況以明確表明Mars Express不是來源。為了了解更多，我們需要更多Mars Express在不同配置下飛越火衛一。即使在這些飛越中沒有看到反射粒子，即使沒有信號也會提供有價值的統計數據。”
太陽風在火衛一和月球上的表現不同意味著兩者的表麵有著不同的演變，這提出了關於火星係統跟我們的係統有何不同的問題。
探索火衛一
作為內太陽係僅有的三顆衛星之一，火衛一是科學家們對空間探索有著極大的興趣的對象。
從20世紀80年代的蘇聯火衛一計劃到未來的任務如JAXA計劃在20世紀20年代中期發射的火星衛星發射(MMX)任務，已經有許多專門的項目展開以來上探索火星最大衛星的起源、環境、行為和演變。
ESA正在跟JAXA合作執行MMX任務、提供通信設備、航天器跟蹤和控製方麵的支持並為科學家加入該任務的科學團隊提供機會。MMX將對火衛一和火衛二的特征進行分析，它將在火衛一的表麵部署一個漫遊車並將火衛一的樣本送回地球進行分析。MMX的一個關鍵目標是確定這些衛星是被火星引力捕獲的小行星還是在火星上發生巨大撞擊後留在軌道上的碎片。
除了對火衛一的了解，了解帶電粒子在太空中的表現對於太空探索至關重要。例如月球上的宇航員暴露在太陽風中，這是ESA即將進行的人類太空探險計劃的一個關鍵考慮因素。另外，行星和衛星上的表麵相互作用也是表麵化學的一個核心組成部分，它可能包括身體如何形成和儲存水。
ESA的Mars Express項目科學家Dmitrij Titov指出：“這一發現以一種真正獨特的方式利用Mars Express來解決一個正在進行的宇宙之謎--它顯示了奇妙的獨創性並突出了該任務的靈活性和多樣化能力。這項研究還顯示了我們的操作同事和數據檔案在促成新的發現和知識方麵的價值並使像這樣的重要工作成為可能。我們必須了解空間環境以便用衛星或宇航員對其展開探索，因此，揭示火星係統中的動態變化是向前邁出的重要一步。”