火星大气与挥发物演化任务Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission)简称MAVEN,是美国国家航空航天局的火星探测器,于2014年9月22日进入火星轨道。MAVEN的目的是研究火星大气,以及是什么原因让火星大气变得如此稀薄与干燥。[2][3]

Quick Facts 所属组织, 主制造商 ...
火星大气与挥发物演化任务
MAVEN
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所属组织美国国家航空航天局
主制造商洛克希德马丁太空系统英语Lockheed Martin Space Systems
科罗拉多大学博尔德分校
柏克莱加州大学
戈达德太空飞行中心
任务类型轨道卫星
环绕对象火星
发射时间2013年11月18日
18时28分 UTC
— — —
当期发射窗口
2013年11月18日~
2013年12月7日
发射手段擎天神五号运载火箭
任务时长最初原定1年
目前已运作10年11个月13日
COSPAR ID2013-063A
SATCAT no.39378
官方网站NASA MAVEN
功耗1,135 watts[1]
轨道参数
倾角75º
远拱点6,200 km(3,900 mi)
近拱点150 km(93 mi)
周期4.5小时
Close

MAVEN于2013年11月19日由擎天神五号运载火箭发射。点燃火箭第二节之后停泊在近地轨道27分钟,接着再次点燃火箭第二节五分钟,MAVEN便进入火星转移轨道

MAVEN于2014年9月22日进入火星轨道,并调整成椭圆形的工作轨道--最近距离火星150公里,最远则达6300公里,以从不同的角度观察火星大气。[4][5][6]

MAVEN的主研究员是科罗拉多大学博尔德分校大气与太空物理实验室英语Laboratory for Atmospheric and Space Physics布鲁斯·贾科斯基

任务概观

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MAVEN - Atlas V 火箭点火 (2013年11月18日).

2008年9月15日,NASA宣布由众多提案中选择MAVEN作为火星侦察兵计划于2013年发射的部分。[7][8]

在2013年8月2日,MAVEN太空船抵达佛罗里达州肯尼迪航天中心,开始发射准备。.[9]MAVEN计划于2013年11月18日以改进型一次性运载火箭英语Evolved Expendable Launch Vehicle发射。[10]于2014年9月进入环绕火星的椭圆轨道,和印度的火星轨道探测器有大致相同的时程。此任务花费6.71亿美元[11][12] [13]

目标

科学家们怀疑,数百万年来,随着行星核心冷却和磁场衰减,火星失去了 99% 的大气层,从而使太阳风能够吹走大气层曾经包含的大部分水和挥发性化合物。MAVEN 的目标是确定大气气体流失到太空的历史,提供有关火星气候演变的答案。通过测量大气目前逃逸到太空的速度并收集相关过程的足够信息,科学家将能够推断出地球大气如何随时间演变。[14]

MAVEN有四个主要科学目标:

  1. 了解从大气逃逸至太空的挥发物于大气演化所扮演的角色,进而了解火星大气、气候液态水行星适居性的历史。
  2. 了解当今上层大气与电离层的状态,还有与太阳风的交互作用。
  3. 了解当今中性粒子与离子从大气逃逸的状况与相关机制。
  4. 测得大气中稳定同位素的比例,以了解大气随时间流失的情况。[15]

MAVEN的测量亦可验证当今对于火星大气甲烷形成的理论模型。[16]

硬件概观

MAVEN轨道卫星的设计是以火星奥德赛号火星勘察卫星为基础。

科学仪器

MAVEN将研究火星的上层大气和与太阳风的交互作用。搭载的仪器将测量大气气体、上层大气、太阳风和电离层[17]科罗拉多大学博尔德分校柏克莱加州大学戈达德太空飞行中心分别制造将搭载的仪器套件。

仪器套件包括:

  • 粒子与场(Particles and Field,P&F)组件
    • 太阳风电子分析仪-测量太阳风与电离层电子
    • 太阳风离子分析仪-测量太阳风与磁层鞘离子密度与速度
    • 超热与热离子组成-测量热离子与中等能量逃逸离子
    • 太阳高能粒子-了解太阳高能粒子撞击上层大气的情况
    • Lagmuir探针与波-了解电离层特性、逃逸离子的波加热和极紫外光的照射量
    • 磁力仪-测量行星际太阳风与电离层磁场
  • 遥测(Remote Sensing,RS)组件
    • 紫外光光谱成像(Imaging Ultraviolet Spectrometer,IUVS)-测量全球上层大气与电离层的特性
  • 中性气体与离子质谱仪(Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer,NGIMS)-测量中性气体与离子的组成与同位素

成果

火星水分通过蒸发进入稀薄的大气层中。在那里太阳风可以将水分子分解成氢和氧。氢作为最轻的元素,会上升到火星大气层的最高水平,并被剥离到太空中,永远消失在火星上。这种损失被认为是以恒定的速度进行的,但 MAVEN 对火星大气氢在整个火星年(几乎两个地球年)的观察表明,在火星轨道近日点,逃逸率最高,并达远日点10倍。2015 年 11 月 5 日,NASA宣布来自 MAVEN 的数据显示,太阳风暴期间火星大气的逃逸程度显著增加。大气层向太空的流失可能使火星转变为今天看到的寒冷、干旱的行星。[18]

参考文献

外部链接

参见

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