英國《每日郵報》在3月14日報道了阿聯(lián)酋的火星探測器“希望號”發(fā)現(xiàn)了火星正在形成一場大規(guī)模的沙塵暴,其進展速度很快,因此很多朋友第一時間就想到了正在火星北部執(zhí)行任務(wù)的“天問一號”著陸器以及“祝融號”火星漫游車。
《火星救援》中強烈的火星沙塵暴沖擊下,已經(jīng)在火星表面執(zhí)行任務(wù)的飛船被吹到傾斜度超過臨界值,如果不起飛將被吹翻倒地,再也無法返回地球,緊急情況下馬特·達蒙飾演的馬克·沃特尼被拋棄在了火星上,展開了史詩般的求生之旅!
阿聯(lián)酋的“希望號”探測器是在2020年的火星探測季,與中國的“天問一號”以及美國的“毅力號”先后前往火星的,于2021年2月份進入火星軌道,一直在火星軌道上運行至今。
阿聯(lián)酋航天局在2021年12月監(jiān)測到火星上開始出現(xiàn)沙塵暴,“希望號”火星探測器通過攜帶的EXI和EMIRS設(shè)備監(jiān)測火星大氣層的活動,其中EMIRS是一種干涉式熱紅外光譜儀,專門為火星低層大氣監(jiān)測設(shè)計。
阿聯(lián)酋航天團隊使用它的測量值來監(jiān)測火星的塵埃、水冰和水蒸氣的分布,還有地表和大氣溫度,隨著火星南半球迎來春天,火星沙塵暴的活動跡象正在增加。
2021年12月29日,“希望號”發(fā)現(xiàn)在Hellas火山口附近開始積聚其厚厚的塵埃云,到了1月5日時,Syrtis Major Planum(大瑟提斯高原)已經(jīng)被一場寬度月2400千米的沙塵暴覆蓋,科學(xué)家們觀察到了大瑟提斯高原周圍不尋常的灰色水冰云,而Hellas隕石坑則完全一層塵埃遮蔽。
大瑟提斯高原位于南緯1度至北緯18.8度、東經(jīng)59度至東經(jīng)77度,直徑1350公里,海拔1000至2000多米的火星暗區(qū)。從太空拍攝的火星照片中這個暗區(qū)是非常明顯的,不過從習(xí)慣意義上來看,它位于“火星背面”,因為我們習(xí)慣的火星正面是有長達3000千米的水手谷的,這個標志性的裂痕使得大家一眼就能認出這是火星。
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極端情況下“祝融號”會被吹翻在地?
祝融號是中國于2021年5月15日上午7時18分在火星烏托邦平原南部著陸的一個火星探測車,它是天問一號的地面著陸器攜帶的巡視車,祝融號火星車重240千克,攜帶有導(dǎo)航與地形相機、火星車次表層探測雷達、火星表面磁場探測儀、火星氣象測量儀、火星表面成分探測儀、多光譜相機等共六臺科學(xué)載荷,設(shè)計壽命為90個火星日。
祝融號沒有使用核動力,它需要巨大的太陽能電池作為動力來源,在沙塵暴時由于迎風(fēng)面太大,存在空氣動力效應(yīng),因此有朋友認為在火星沙塵暴的強風(fēng)下可能會被吹翻,是真的嗎?
首先我們必須要糾正下一個錯誤觀點,《火星救援》中登陸火星的飛船差點被吹翻,這絕對是個超級BUG,因為火星大氣密度只有地球的1%,因此所謂的火星超級風(fēng)暴也不過是清風(fēng)拂面,被吹翻的概率是沒有的。
所以根本不必擔(dān)心“祝融號”被吹翻的可能,不過并不是說“祝融號”就不怕火星沙塵暴,因為火星沙塵暴最怕的不是風(fēng)而是沙塵,火星“微風(fēng)”能帶起的塵埃顆粒直徑非常小,它們會停留在火星大氣層中很久,一旦沉降則會將太陽能電池遮住。
NASA于2015年發(fā)布的機遇號完成“火星馬拉松”的海報
2007年時一場全球范圍的沙塵暴讓“勇氣號”和“機遇號”休眠待機,之后很長一段時間兩輛車上的太陽能電池被大量塵埃覆蓋,導(dǎo)致功率急劇下降,而在2018年5月開始的一場沙塵暴,在2018年6月20日時已經(jīng)覆蓋火星全球。
尚在無塵室內(nèi)的機遇號,2003年攝于肯尼迪太空中心
而在此前的6月10日,機遇號火星車觀測到所在的位置,沙塵暴比2007年時要強烈得多,最終在6月12日后機遇號與地球的聯(lián)系中斷,此后超過115天都無法和機遇號取得聯(lián)系,9月20日,火星勘測軌道飛行器(NASA的火星在軌探測器)確定了機遇號的位置,但始終無法取得聯(lián)系。
“機遇號”在工作了15年20天之后終于被一場沙塵暴摧毀,當(dāng)然指的是電力,沒有電探測車就徹底死了。
就沒有好辦法解決沙塵暴覆蓋太陽能電池?
洞察者在2021年底就遭遇了一次沙塵暴,太陽能電池被沙塵覆蓋,它的辦法是用“機械手”火星上的沙土倒在太陽能電池上,然后利用其下墜的力量讓電池彈起排除塵埃,一番操作后太陽能電池輸出居然增加了15%。
洞察號的太陽能電池被覆蓋
之后則是等著火星起風(fēng),將灰塵吹走!真沒有其他好辦法,很多朋友在考慮為什么不設(shè)計一個刷子,但問題是這個本身是個額外的結(jié)構(gòu),會增加機構(gòu)風(fēng)險,折疊再打開也能去除,但萬一要是折疊后被卡住,那就徹底掛了,所以這個在地球上就是一個隨手的事情,但在火星上可能就會導(dǎo)致一個價值數(shù)億美元的探測器徹底報廢。
正在清理
說了那么多,祝融號會被此次沙塵暴影響到嗎?
大瑟提斯高原出現(xiàn)沙塵暴后沒幾天,他們發(fā)現(xiàn)灰色的水冰云和塵霧正在向希臘(火星表面地名)北部延伸,并且厚度還在不斷增加,向東擴散了接近4000千米。
不過這片沙塵暴卻沒有繼續(xù)擴散至全球,而是漸漸消散,1月14日最后一次觀察時塵埃已經(jīng)變薄成霧狀,兩周的時間內(nèi)從霧霾變成厚厚的“毯子”,又重新變回了霧霾最后漸漸消失,不過“希望號”卻沒有看到它最終消散,因為它的軌道公轉(zhuǎn)已經(jīng)繞到了火星的“正面”。
假如在大瑟提斯高原出現(xiàn)沙塵暴發(fā)展起來的話,其影響面還真挺大的,首先影響的就是美國在Jezero隕石坑附近降落的“毅力號”火星探測車,然后則會影響到在東部的烏托邦平原腹地的中國“祝融號”火星探測車,不過就近期的火星天氣而言,那是三個字:好得很!
火星大氣層非常稀薄,但它也會因為太陽輻射不均而產(chǎn)生風(fēng),一般情況下的火星“微風(fēng)”并不足以帶走塵埃,只有當(dāng)風(fēng)速達到時速為65~79公里(相當(dāng)于8級大風(fēng))才能將極其微小的塵埃帶起。
2008年8月29日在鳳凰號上空10分鐘內(nèi)飄過的云火星云
火星大氣稀薄,塵埃很快就會落地?恰恰相反,因為火星極度干燥,沒有水汽為這些塵?!霸鲋亍?,因此火星沙塵一旦被揚起將會持續(xù)很久,像地球上的沙塵暴持續(xù)數(shù)天已經(jīng)很久了,但火星沙塵十天半個月是家常便飯,數(shù)月也是正常,而且還有可能發(fā)展到火星全球。
2018年7月火星全球沙塵暴
一般火星的近日點時更容易形成火星沙塵暴,此時的火星獲得的太陽輻射要比遠日點高40%,劇烈的晝夜溫差作用下,火星沙塵暴更容易發(fā)生,但也不是每個火星年(687地球日)都會發(fā)生。
火星下次過近日點會在2022/06/21 13:07:30,距離為206.640204百萬千米(2.06億千米),因此在接下來的半年時間(地球年)里,火星發(fā)生沙塵暴的概率還是挺大的,對祝融號的威脅也挺大,還是要打起十二分的注意。(完)
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