火星尘魔:NASA“毅力号”目睹了Jezero环形山的狂风

2022年06月28日 08:00 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在Jezero环形山的头几百天里,NASA的“毅力号”火星车看到了派往红色星球表面的任务所见证的一些最强烈的尘埃活动。“毅力号”不仅探测到了数百个被称为尘魔的含尘旋风,还拍摄到了有史以来第一段关于阵风掀起大规模火星尘埃云的视频。

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最近发表在《Science Advances》上的一篇研究论文记录了在前216个火星日中观察到的天气现象的宝库。这些新发现使科学家们能够更好地了解火星上的尘埃过程并为有朝一日能够帮助他们预测火星上著名的沙尘暴做出贡献--这些沙尘暴对未来的机器人和人类探险家构成了威胁。

研究论文第一作者,Aeolis研究公司的Claire Newman表示:“每当我们在火星上的一个新地方着陆,都是一个更好地了解这个星球天气的机会。”另外她补充称,可能会有更多令人兴奋的天气在路上,“我们在1月份有一个区域性的沙尘暴就在我们上面,但我们仍处于沙尘季节的中间,所以我们非常有可能看到更多的沙尘暴。”

“毅力号”主要通过漫游者的相机和属于火星环境动力学分析器(MEDA)的一套传感器进行这些观察。MEDA是由西班牙天体生物学中心领导、跟芬兰气象研究所和NASA喷气推进实验室合作的科学仪器。MEDA包括风传感器、能够探测到漫游车周围散射阳光的旋风的光传感器及一个用于捕捉尘埃和云层图像的面向天空的相机。

“Jezero Crater可能处于地球上最活跃的尘埃源之一,”JPL的MEDA副首席调查员Manuel de la Torre Juarez说道,“我们学到的关于尘埃的一切新知识都将有助于未来的任务。”

频繁的旋风

研究作者发现,在一个典型的火星日里,至少有四股旋风经过“毅力号”,并且在中午过后一小时的高峰期里,每小时有超过一股旋风经过。

火星车的摄像机还记录了三次阵风掀起大型尘埃云的情况,科学家称之为“阵风掀起事件”。其中最大的一次形成了一个覆盖1.5平方英里(4平方公里)的巨大云层。该论文估计,这些阵风可能共同掀起了跟旋风一样多或更多的灰尘,而旋风的数量远远超过它们。

Newman说道:“我们认为这些阵风扬起的尘埃并不频繁,但可能对一直在火星大气中盘旋的背景尘埃的很大一部分负责。”

Jezero为何与众不同?

虽然风和尘埃在火星上普遍存在,但研究人员所发现的似乎使Jezero与众不同。这种更大的活动可能跟火山口靠近Newman所描述的“沙尘暴轨道”有关,该轨道从北到南穿过火星并在沙尘暴季节经常掀起沙尘。

Newman补充称,Jezero的更大活动可能是由于其表面的粗糙度等因素,这可以使风更容易扬起灰尘。这可能是一个解释,NASA的“洞察号”登陆器--在Elysium Planitia,距离Jezero环形山约2,145英里(3,452公里)处--为何仍在等待旋风清除其充满灰尘的太阳能电池板,而“毅力号”已经测量了附近的表面灰尘被几个经过的旋风清除。

Newman称:“毅力号是由核动力驱动的,但如果我们用太阳能电池板代替,我们可能就不必担心灰尘的堆积。一般来说,在Jezero环形山只是会有更多的灰尘扬起,尽管那里的平均风速较低,而峰值风速和旋风活动跟Elysium Planitia旗鼓相当。”

事实上,Jezero的扬尘比研究小组所希望的还要强烈。旋风中携带的沙子损坏了MEDA的两个风传感器。研究小组怀疑沙粒伤害了风传感器上的细线,这些细线则是从“毅力号”的桅杆上伸出来。这些传感器特别容易受到伤害,因为它们必须保持暴露在风中以便正确测量。被风吹起的沙粒及可能被旋风带起的沙粒也损坏了“好奇号”探测器的一个风传感器。

考虑到“好奇号”的损坏,“毅力号”团队为MEDA的电线提供了一个额外的保护层。然而,Jezero的天气还是让他们吃了大亏。De la Torre Juarez指出,该团队正在测试软件的变化,这应该可以让风传感器继续工作。

“我们收集了很多伟大的科学数据。风传感器受到了严重的影响,具有讽刺意味的是,因为我们得到了我们想要测量的东西,”de la Torre Juarez说道。

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