使十五年 “眷侶”“永別”的火星沙塵暴究竟有多厲害—從火星吹到了地球！

引言：我們有沒有想過，一粒沙塵，可以飛到5500萬公里，甚至4億公里之外的地方，如果親眼看到這粒不遠(yuǎn)萬里而來的沙塵，一定會(huì)大受觸動(dòng)，發(fā)自內(nèi)心覺得“活久見”，你一定猜不到，能把一粒沙塵送至光年之外的地球的原因，竟然是火星沙塵暴，讓我們一起來探索一下，火星沙塵暴究竟有多厲害。

近日，美國宇航局（NASA）的朱諾探測(cè)器（Juno）意外的發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：從火星吹出的塵埃一片一片地快速向太陽系內(nèi)部移動(dòng)，地球也“未能幸免”，其中一些也落在了地球上。

NASA的科學(xué)家最先在觀測(cè)阿拉斯加首府朱諾市（Juneau）星空的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)一些不明粒子流，以為是朱諾探測(cè)器的燃料泄漏。

朱諾號(hào)探測(cè)器是美國2011年發(fā)射的木星探測(cè)器，在2016年進(jìn)入木星軌道后便開始圍繞木星收集這顆太陽系最大的行星資料，此前人類從未如此近距離的觀察這顆太陽系的巨無霸，在2018年12月21日美國航空航天局公布朱諾號(hào)探測(cè)器已經(jīng)完成了16次環(huán)繞飛行任務(wù)，并且發(fā)回了許多最近拍攝的木星表面照片，讓人清晰的看到這顆詭異卻又美麗的行星模樣。挺神奇的，木星探測(cè)器竟然收到來自火星的塵埃。

仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，它們是從探測(cè)器的太陽能板上掉下來的細(xì)沙流。NASA公布這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的公文自嘲說，“這個(gè)昂貴的太陽能板居然成為了有史以來建造的一面最大、敏感度最高的沙塵探測(cè)器?！?/p>

這份3月9日發(fā)表于《地球物理研究：行星》（Journalof Geophysical Research:Planets）期刊的研究，使用朱諾探測(cè)器上的相機(jī)追蹤這些沙塵暴的分布和路徑，發(fā)現(xiàn)它們其實(shí)來自火星，其中一部分也進(jìn)入了地球的大氣層。

這些塵埃不斷累積在探測(cè)器的太陽能板上，沙子“盛滿”后漏出。

NASA戈達(dá)德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）的首席研究員康納尼（Jack Connerney）表示，盡管這些沙子很細(xì)很輕，但是它們量大、速度快，以每小時(shí)1.6萬公里的速度打到太陽能板上，隨時(shí)都在磨損探測(cè)器，幸好探測(cè)器的太陽能板能夠堅(jiān)固。

火星上的沙塵暴一刮起來可是“經(jīng)久不衰”，那么，火星沙塵暴究竟是什么樣？

（1）風(fēng)速大到難以想象

火星按離太陽由近及遠(yuǎn)的順序?yàn)榈谒念w行星。肉眼看去，是一顆引人注目的火紅色的亮星。火星上平均溫度為-23℃，大氣稀薄，水分極少。在干燥的火星表面，遍地都是紅色的土壤和巖石?；鹦巧厦磕甓家我淮巫屓穗y以想象的特大風(fēng)暴。根據(jù)中國科普博覽網(wǎng)報(bào)道，地球上17級(jí)風(fēng)力，相當(dāng)于超級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)力，風(fēng)俗可達(dá)60米/秒以上，而火星上的風(fēng)俗竟高達(dá)180米/秒，是地球上的三倍。

臺(tái)風(fēng) 地球沙塵暴 火星沙塵暴

（2）風(fēng)暴可席卷整個(gè)星球

火星沙塵暴會(huì)形成80公里高的尖塔狀結(jié)構(gòu)，這種強(qiáng)烈的風(fēng)暴足以將火星表面的蓄水池吸干。

這兩項(xiàng)研究基于2018年火星天氣數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)遮天蔽日的塵暴席卷了整個(gè)火星，導(dǎo)致美國宇航局“機(jī)遇號(hào)”探測(cè)器出現(xiàn)任務(wù)意外而終止。

研究人員在風(fēng)暴中觀察到巨大的塵塔結(jié)構(gòu)，寬度接近美國羅德島州，高度達(dá)到80公里，將氣體蒸汽和灰塵顆粒送入火星大氣層。研究人員指出，這些尖塔可以將水蒸汽從火星表面釋放至火星高層大氣，在那里強(qiáng)太陽輻射可能導(dǎo)致水蒸汽與塵埃顆粒分離。

科學(xué)家表示，火星每隔十年左右就會(huì)出現(xiàn)這種巨大塵塔結(jié)構(gòu)的全球性風(fēng)暴，漢普頓大學(xué)科學(xué)家尼古拉斯?jié)h文斯說：正常情況下，這些灰塵大約一天時(shí)間就降落至火星表面，但在全球風(fēng)暴期間，塵塔結(jié)構(gòu)會(huì)持續(xù)數(shù)個(gè)星期。

塵塔就像“太空電梯”，觀測(cè)者能夠看到它將火星大量表面物質(zhì)輸送至火星大氣層，之前漢文斯研究工作表明，火星塵暴可以將水蒸汽和灰塵顆粒帶入火星上層大氣，這將解釋火星表面出現(xiàn)的周期性小型白云。

科學(xué)家以前知道太陽周圍有很多塵埃云圍繞著，推測(cè)它們來自遙遠(yuǎn)的小行星，緩慢地漏進(jìn)太陽系內(nèi)圍區(qū)域。

（3）為何火星沙塵暴如此猛烈

為什么火星上能形成如此之大的沙塵暴呢？從科學(xué)角度來講，目前依然尚無定論。但是，火星和地球有相似之處，一些科學(xué)家進(jìn)行了類比分析。和地球一樣，火星的季節(jié)是因?yàn)閲@太陽公轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。但火星的軌道離心率高于地球，火星繞太陽的公轉(zhuǎn)軌道沒有地球那么圓。根據(jù)NASA的報(bào)道，當(dāng)火星運(yùn)行到軌道近日點(diǎn)前后，則會(huì)明顯變熱，相當(dāng)于火星南半球的夏季。此時(shí)太陽對(duì)火星表面的加熱作用比較大，熱空氣上升，塵埃揚(yáng)起，塵暴開始形成，并且慢慢擴(kuò)展。

（4）機(jī)遇號(hào)被吹散架了嗎

還記得電影《火星救援》剛開始的畫面么？

火星上一場(chǎng)強(qiáng)沙塵暴來襲，讓前來科考的宇航員面臨緊急撤退。此時(shí)飛船傾斜越來越嚴(yán)重，甚至不得不靠燃燒燃料來保持平衡。但是，由于火星表面的大氣密度很小，能夠?qū)⒂詈絾T陷入險(xiǎn)境的塵暴在火星上是不可能真實(shí)發(fā)生的。打個(gè)比方，如果你想在火星上放一只風(fēng)箏，需要比地球上高很多的風(fēng)速，才能把它吹上天空。地球與火星沙塵暴最大的區(qū)別在于火星大氣壓很小，大氣層稀薄。所以即使以同樣的風(fēng)速吹相同的物體，強(qiáng)度是不同的。因此，火星上確實(shí)有沙塵暴，但并不像電影《火星救援》展示的那樣。即使是火星最大的全球性塵暴也不可能吹翻或扯破主要的機(jī)器設(shè)備，所以NASA還可以找到“機(jī)遇”號(hào)，只是永遠(yuǎn)喚不醒它了。

（5）火星沙塵暴并不是無害的

雖然火星沙塵暴破壞力不強(qiáng)，但是火星的沙塵粒子非常細(xì)小且?guī)в形㈧o電，它們會(huì)附在任何物體的表面，甚至鉆入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部，使機(jī)器發(fā)生故障無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而且，沙塵覆蓋對(duì)太陽能電池板同樣是個(gè)大問題，即使是非常小的沙塵暴，也可能卷起很多沙塵覆蓋在電池板上，沒有足夠的陽光直接照射到太陽能面板上，也就無法提供充足的電力。然而，當(dāng)太陽輻射抵達(dá)火星表面后，會(huì)再次加熱火星表面的空氣，而遠(yuǎn)離表面的空氣依舊較冷。冷熱兩種空氣在一起產(chǎn)生對(duì)流，可能會(huì)再次將沙塵揚(yáng)起，可能會(huì)引起更大規(guī)模的塵暴。當(dāng)全球性塵暴來臨時(shí)，在火星表面工作的漫游車或著陸器等設(shè)備需靜靜等到塵暴結(jié)束。早在2019年2月12日晚，一首《我們會(huì)再次相見》在美國國家航空航天局（NASA）控制中心響起。這是NASA與失聯(lián)8個(gè)月的“機(jī)遇”號(hào)火星探測(cè)器最后一次聯(lián)系，然而并沒有得到回應(yīng)。

時(shí)間回到2018年5月底。火星上暴發(fā)劇烈沙塵暴，影響范圍相當(dāng)于火星1/4的表面積。

2018年6月10日，“機(jī)遇”號(hào)向地球發(fā)回最后一條信息顯示電量不足，科學(xué)家猜測(cè)是因?yàn)榫蘖康纳硥m遮蔽了陽光，令采用太陽能的“機(jī)遇”號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。

之后，NASA仍持續(xù)試圖聯(lián)系“機(jī)遇”號(hào)，對(duì)它進(jìn)行了上萬次的“呼喚”，并期望沙塵暴減弱后，“機(jī)遇”號(hào)能夠像之前遭遇多次困難后突出重圍、重新啟動(dòng)。

但是，火星上的沙塵暴一刮起來可是“經(jīng)久不衰”，被沙塵暴吞噬8個(gè)月的“機(jī)遇”號(hào)仍然杳無音信，網(wǎng)友們紛紛在社交媒體上表示哀悼。

2019年2月13日，NASA正式宣布“機(jī)遇”號(hào)火星車任務(wù)已經(jīng)結(jié)束，功成身退。

“機(jī)遇”號(hào)已經(jīng)持續(xù)探索火星15年，行駛距離超過45公里，發(fā)回了近22萬張照片，包括15張火星360度彩色全景圖。

它找到在有水環(huán)境中形成的赤鐵礦；發(fā)現(xiàn)了火星上有水的證據(jù)以及可能適應(yīng)微生物生存的環(huán)境。

“機(jī)遇”號(hào)在2018年失聯(lián)前最后一張“完整”自拍，成為它的絕唱。多么讓人悲傷，不忍想象，“機(jī)遇”在遮天蔽日的沙塵暴中多么無助。

“機(jī)遇”號(hào)正是經(jīng)歷了一場(chǎng)讓太陽能電池板“窒息”的火星沙塵暴之后難以被再次喚醒，NASA才不得不宣布放棄喚醒“機(jī)遇”號(hào)火星車。

NASA表示，有了朱諾探測(cè)器的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家更加了解這些宇宙塵埃的來源和路徑，這有助于規(guī)劃未來探測(cè)項(xiàng)目的路線，盡量避開這些沙塵暴。

探索火星是為了我們的地球，登陸火星，是全人類的夢(mèng)想，但火星稀薄的大氣、巨大的沙暴，復(fù)雜的地形和琢磨不透的風(fēng)向，這些充滿未知的環(huán)境，一切都難不倒像無數(shù)堅(jiān)毅果敢可愛奮戰(zhàn)在航天一線的科研工作人員一樣的“天問”一號(hào)環(huán)繞器和“祝融號(hào)”探測(cè)器，截至2021年7月30日，開始越野的“祝融號(hào)”火星車在火星表面工作75個(gè)火星日，累積行駛708米。環(huán)繞器在軌運(yùn)行372天，兩器狀態(tài)良好，各系統(tǒng)工作正常。同根自同心，幅幅傳真情，希望這對(duì)來自中國的“眷侶”可以長(zhǎng)長(zhǎng)久久，永不失聯(lián)，愛情永不變！