美國太空總署本週五啟動了一項由兩個相同的太空探測器組成的任務，旨在研究火星的大氣層。該設備旨在了解將地球鄰居從液態水世界轉變為冰冷荒涼沙漠的過程。起飛按照該機構的技術時間表進行。科學家希望收集到的數據能揭示太陽風和其他空間因素如何清除保護地球的氣體。這是了解太陽系宜居性的最關鍵步驟之一。
該計畫的重點是來自太陽的帶電粒子與火星土壤上層之間的相互作用。從歷史上看，火星有河流，可能也有海洋，這表明火星的氣盾比目前看到的要密集得多。同時發送兩個軌道飛行器可以進行前所未有的三維分析。一方面測量太陽風的外部條件，另一方面檢查大氣中的立即反應。這種資料三角測量消除了先前僅使用一輛車的任務無法準確隔離的變數。
雙探頭技術可同時監測
在互補軌道上使用相同太空船的策略解決了行星天文物理學中的一個老問題。當單獨的探測器偵測到大氣壓力的變化時，不可能知道該事件是全局性的還是只是短暫的局部變化。借助這對新的軌道飛行器，美國太空總署可以同時從兩個不同的角度觀察這顆行星。這確保了即時、深入地測量進入太空真空的粒子損失。
船上的儀器能夠識別仍殘留在火星周圍的氣體的確切化學成分。任務必須持續至少兩個地球年，涵蓋不同的火星季節和太陽週期。該計劃的總成本涉及最先進的感測器和高速通訊系統的開發。初始遙測顯示所有系統在與發射火箭分離後都在正常範圍內運作。
以下是該行動的主要科學目標：
- 測量目前氧氣和氫氣逃逸到太空的速率。
- 分析火星剩餘磁場如何影響土壤保護。
- 繪製不同太陽風強度下火星電離層的結構圖。
- 找出從溫帶氣候轉變為極寒氣候的原因。
- 驗證與地球類似的岩石行星演化的理論模型。
火星的氣候轉變為機構研究人員帶來挑戰
好奇號和毅力號等火星車收集的地質證據表明，火星上的土壤曾經潮濕而溫暖。隕石坑和山谷顯示出侵蝕的跡象，這只能是由液態水的持續流動造成的。然而，如果沒有強大的大氣層來產生溫室效應和壓力，水就會蒸發或凍結在地下。美國太空總署希望確切地找出這種保護在歷史上的哪個時刻被「掃除」。
初步研究表明，火星全球磁場的喪失是引發環境災難的主要原因。如果沒有磁屏蔽，地球就會受到持續的輻射轟擊。這兩個探測器將測試這個理論是否可以解釋海洋消失的速度。了解這種現像有助於預測在我們的系統之外發現的其他系外行星的命運。
進入火星軌道後的下一步
使用低能量轉移軌跡，前往這顆紅色星球的旅程大約需要七個月。在此過程中，工程師將對等離子體感測器和磁力計進行定期校準。預計於 2026 年底抵達，屆時探測器將進行煞車操作以進入橢圓軌道。只有在這個階段之後，系統的資訊收集才會最終開始。
地球上的控制團隊監控電池的健康狀況以及兩個太空船太陽能板的對準情況。由於它們是雙胞胎，因此簡化了軟體維護，允許兩個系統同時更新。如果結果是正面的，美國太空總署正在考慮在未來應用相同的雙重任務概念來探索木星和土星的衛星。目前數據的準確性被認為對於規劃未來載人火星土壤旅行至關重要。
此次發射的成功強化了控制中心在協調深層環境中多車輛任務中所扮演的角色。該航太局強調，國際合作對於硬體特定部分的開發至關重要。此任務產生的資料量將需要全球天線網絡，以確保不會遺漏任何大氣細節。圍繞紅色沙漠的謎團更接近明確的科學解決方案。