MAVEN识别火星上大气损失的链接

点击次数:25   更新时间:2018-05-16   【关闭

美国宇航局的火星大气层和挥发性演变(MAVEN)任务的新发现揭示了一个新的过程,通过这个过程,太阳风可以深入到行星大气中,导致大气层损失。 /

美国国家航空航天局最新的火星轨道器的早期发现开始揭示了随着时间的推移,地球大气对空间的损失的关键特征。

这些发现是美国宇航局的火星大气和挥发性进化(MAVEN)任务的第一次回报,该任务于11月16日进入了科学研究阶段。这些观测结果揭示了太阳风深入到行星大气层的新过程。它们包括首次全面测量火星上层大气和带电电离层的成分。这些结果还提供了前所未有的离子视图,因为它们获得的能量将导致它们逃离大气。

“我们已经开始看到链条中的环节,开始于太阳能驱动的过程,作用于高层大气中的气体,并导致大气的损失,”MAVEN大学大气与空间物理实验室首席研究员Bruce Jakosky说。科罗拉多,博尔德。 “在完整使命的过程中,我们可以填写这张图片,并真正理解气氛随着时间变化的过程。”

在火星周围的每个轨道上,MAVEN潜入电离层 - 从表面上方约75至300英里处延伸的离子层和电子层。这层作为一种围绕行星的屏障,偏转太阳风,这是来自太阳的强烈热能,高能粒子流。

科学家一直认为只有在这些粒子撞击电离层的不可见边界之前才能测量太阳风。然而,MAVEN的太阳能风能离子分析仪已经发现了一系列太阳风粒子,这些粒子没有偏转,而是深入到火星的上层大气层和电离层中。

高层大气中的相互作用似乎将这种离子流转变成中性形式,可以穿透到令人惊讶的低海拔地区。在电离层深处,水流再次以离子形式出现,几乎呈胡迪尼状。保留原始太阳风特征的这些离子的再现提供了一种追踪太阳风性质的新方法,并且可以更容易地将大气损失驱动因子直接与高层大气和电离层活动联系起来。

MAVEN的中性气体和离子质谱仪正在通过对上层大气和电离层的成分进行首次综合分析,探索气体逸出的储层性质。这些研究将帮助研究人员在控制气候的低层大气与发生损失的高层大气之间建立联系。

该仪器测量了许多气体的离子和中性形式的丰度,揭示了高层大气层和电离层中的明确结构,与气体混合良好的低层大气相反。随着时间的推移,这些丰度的变化将为该地区的物理和化学提供新的见解,并且已经提供了以前未详细测量的重大高空大气“天气”的证据。

航天器的超高温和热离子成分(STATIC)仪器提供了气体如何离开大气的新见解。在火星开启几小时后,STATIC探测到从火星逃逸的离子的“极性羽流”。这一测量对于确定大气损失率很重要。

当卫星下沉到大气中时,STATIC在接近最接近的地方识别冷电离层,随后测量这个带电气体的加热速度,以便在MAVEN高度上升时逃离速度。当它们沿着延伸到火星后面的羽流移动时,被激发的离子最终摆脱地球引力。

MAVEN航天器及其仪器具有2007年提出的全部技术能力,并正在执行主要科学任务。 MAVEN团队按计划向火星发射了飞船,并于5年前在团队预测的2013年的当天发射。根据2010年NASA确定的预算,MAVEN也获得了很好的交付。

该团队的成功可归功于与可用资金和勤勉资源管理相匹配的重点科学任务。对硬件或科学能力的要求也可能导致成本的变化很小。这也反映了主要调查人员之间良好的协调;美国宇航局戈达德太空飞行中心的项目管理;美国宇航局喷气推进实验室在加利福尼亚州帕萨迪纳的火星计划办公室;和NASA总部的火星探索计划。

整个项目团队为MAVEN的成功做出了贡献,包括管理团队,航天器和科学仪器机构以及发射服务提供商。

美国宇航局NASA总部华盛顿行星科学处处长Jim Green说:“MAVEN飞船及其仪器已全面投入使用,并正在开展主要科学任务。” “管理团队的出色工作使项目能够按照预算交付。”

MAVEN的主要研究人员位于美国科罗拉多大学博尔德大气与空间物理实验室,美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理该任务。

资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心的南希尼尔琼斯

图片:美国国家航空航天局的戈达德太空飞行中心