人类从20世纪70年代起就往火星派遣机器人探测器,收获了大量关于这颗红色星球的影像与数据。但相比之下,我们对火星的两颗卫星——火卫一(Phobos)和火卫二(Deimos)——几乎一无所知。
甚至直到20世纪60年代,还有科学家认为火卫一形状、质量和轨道都不寻常,怀疑它根本不是卫星,而是一艘废弃的航天器。直到第一批海盗号探测器抵达火星,才有了照片证据和近距离测量,证明火卫一并非人造物。
但即便今天,我们仍不清楚它到底是什么。数据显示它不是实心岩石,表面之下可能藏着巨大的空洞。虽然基本可以确定火卫一里不会有什么火星宇航员的遗骸,但大量冰沉积的存在仍是一种诱人的可能。
随着本周火星卫星探测任务(MMX)发射升空,日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)希望让我们离理解火卫一的形成与结构更近一步。如果一切按计划进行,MMX将在2029年向火卫一表面部署一辆小型巡视器,并在2031年由样本返回舱把这块神秘卫星的碎片带回地球供进一步研究。
把火卫一想成地球的月球是很自然的,但实际情况差别很大。火卫一直径仅22.2公里,火卫二更小,约12.6公里。作为参照,月球直径约3474公里。
由于质量太小,探测器根本无法稳定环绕这两颗卫星运行。MMX只能通过精巧的轨道机动,在任务不同阶段分别接近火卫一和火卫二,但都待不了多久。
因此,最终接近火卫一的过程更像一次慢动作的“撞击”,而非传统着陆。可以类比OSIRIS-REx任务——探测器在采集样本时实际上是“碰”上了小行星贝努。撞击速度必须非常低,以防探测器弹开,即便如此,有报道称JAXA预计探测器可能要跳几下才能最终停稳。
更麻烦的是,我们仍不知道火卫一表面条件如何。根据以往的观测,预计这颗卫星覆盖着一层细密的风化层,可能让任务中的Idefix巡视器难以行进。事实上,这辆巡视器的主要目标之一,就是判断在这种环境里轮式移动是否可行。
载人登陆火星并成功返回,或许是有史以来最艰巨的工程挑战,甚至有充分理由认为它目前超出我们的技术能力。在火星上动力着陆、再起飞返回轨道的能量需求极大,很可能需要在任务两个阶段之间就地生产推进剂为飞船加注燃料。
而登陆火卫一或火卫二,所需能量只是其中一小部分。此外,由于轨道高度低,这两颗卫星是详细观测火星的理想前哨。距离火星如此之近,也意味着火卫一上的人类操作员可以直接指挥火星表面的机器人车辆,没有从地球遥控时无法避免的传输延迟。
这样的任务或许没有真正把靴子踩上火星那样的象征意义,但它可能是通往那个最终目标的有价值跳板。这种着陆是否可行,很可能取决于日本MMX任务的发现——不仅是与火卫一交会并着陆的具体操作,如果任务成功带回表面样本,我们或许能确认这颗卫星是否由火星喷射出的物质构成。若果真如此,近距离研究这两颗奇特小卫星的兴趣只会更大。
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