自 20 世纪 70 年代以来,人类一直在向火星派遣机器人探险家,由于我们的努力,我们不仅获得了这颗红色星球壮丽荒凉的令人难以置信的图像,而且获得了有关外星世界及其在过去数十亿年中如何变化的丰富信息。但相比之下,我们对这颗行星的两颗卫星——火卫一和火卫二几乎一无所知。事实上,早在 20 世纪 60 年代,就有一些科学家认为火卫一不寻常的形状、质量和轨道暗示着它可能根本不是月球,而实际上是某种类型的废弃航天器。

当第一批维京探测器抵达火星后,我们就有了照片证据和近距离测量来证明火卫一不是人造的。但即使在今天,我们仍然不知道它到底是什么。数据表明它不是坚固的岩石,并且其表面下可能隐藏着巨大的空隙。虽然我们可以相当肯定在火卫一内不会发现任何火星宇航员的木乃伊遗骸,但大量的冰沉积物是一个诱人的可能性。
随着本周早些时候火星卫星探索 (MMX) 任务的启动,日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 希望让我们更进一步了解火卫一的形成和结构。如果一切按计划进行,MMX 将在 2029 年在其脆弱的表面部署一个小型漫游车,到 2031 年,样本返回舱将把神秘月球的碎片带回地球进行进一步研究。
精细的操作
我们很自然地将火卫一和火卫二想象成与地球的月球相似,但实际情况却大不相同。一方面,与我们最近的天体邻居相比,火星卫星绝对相形见绌。火卫一的直径仅为 22.2 公里(13.8 英里),火卫二的直径更小,约为 12.6 公里(7.8 英里)。作为参考,月球直径约为 3,474 公里(2,159 英里)。

由于质量较小,将航天器放入围绕火星卫星的稳定轨道实际上并不是一种选择。一些巧妙的机动将使 MMX 任务在任务期间的不同点处于火卫一和火卫二的射程范围内,但它无法停留很长时间。
因此,最终接近火卫一看起来更像是一场慢动作的“坠机”,而不是传统的着陆。一个密切的比较是奥西里斯-雷克斯任务,航天器在收集样本的同时有效地“撞击”了小行星贝努。撞击速度需要非常低,才能防止航天器弹起,即便如此,一些报告表明,日本宇宙航空研究开发机构预计航天器会在最终稳定下来之前进行几次跳跃。
由于我们仍然不知道火卫一的表面状况,情况变得更加复杂。根据之前的观察,预计月球上覆盖着一层细小的风化层,这可能会给任务人员的穿越带来困难。 伊德菲克斯 漫游者。事实上,漫游者的主要任务目标之一是确定在这种环境中轮式运动是否可行。
小月亮,巨大潜力
将载人飞行器登陆火星并随后成功将其带回地球可能是有史以来最艰巨的工程挑战。甚至有充分的理由表明它目前超出了我们的技术能力。在地球上进行推进着陆,然后升空并返回轨道的能量需求是巨大的,并且很可能需要现场生产推进剂,以便在任务的两个阶段之间为飞船补充燃料。
然而,登陆火卫一或火卫二只需要一小部分能量。此外,由于轨道高度较低,卫星将成为对火星进行详细观测的理想前哨站。由于距离地球如此之近,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,而不会出现传输延迟,而传输延迟使得从地球上进行实时遥控机器人变得不可能。虽然这样的任务可能不会产生与实际登陆火星完全相同的象征性影响,但它可能是实现最终目标的宝贵踏脚石。
这种着陆的可行性很可能取决于日本火星卫星探索任务的结果。不仅在与火卫一会合并着陆的实际机制方面,而且如果任务成功返回表面样本,我们也许能够确认月球是否是由喷出的火星物质制成的。如果是这样的话,人们可能会对近距离研究地球上奇怪的小卫星产生更大的兴趣。