当然,就我们在太空这个词的意义而言,没有天气-尽管如此,如果土壤不断受到高能粒子(例如太阳发出的粒子)的轰击,土壤也可以在太空真空中“气象”。火星卫星火卫一受到特殊情况的影响:它离火星太近,以至于太阳风和火星粒子的辐射都起着决定性的作用。维也纳工业大学的研究小组现已能够在实验室实验中对此进行测量。在短短的几年内,日本的一次太空飞行任务将从火卫一上获取土壤样本,并将其带回地球。
数十亿年的粒子辐照
正在攻读博士学位的保罗·萨博(Paul Szabo)说:“关于火星上的火卫一可能是如何形成的,有不同的理论。” 维也纳工业大学应用物理研究所的Friedrich Aumayr教授的研究小组的论文。“火卫一很可能最初是一颗小行星,然后被火星捕获,但它也可能是火星与另一个大物体的碰撞而产生的。”
在研究这样的天体时,必须始终牢记,数十亿年以来,宇宙粒子的轰击已彻底改变了它们的表面。该表面地球将不受影响,因为我们的大气屏蔽粒子。但是,只有在能够正确评估“太空风化”的情况下,才能理解没有大气的天体的地质,例如我们的月球或火卫一。
因此,在维也纳工业大学进行了详尽的实验:“我们使用了在火卫一上发现的矿物,并在带有不同带电粒子的真空室中对其进行了轰炸,”保罗·萨博解释说。“使用极其精确的平衡,我们可以测量过程中去除了多少材料以及每个粒子对表面的影响程度。
必须考虑月球火卫一的特殊特性:它与火星表面的距离小于6000公里,甚至不到我们月球与地球之间距离的百分之二。就像我们的月亮一样,它绕着它的星球以潮汐锁定的方式旋转:同一侧始终面对火星。
保罗·萨博说:“由于火星与火卫一之间的距离非常小,不仅太阳发出的粒子在火卫一的表面上起作用,而且火星上的微粒也起作用。” 火星大气层主要由二氧化碳组成。但是在大气的外部区域也有大量的氧气。当来自太阳风的粒子渗透到那里时,会产生氧离子,然后氧离子高速撞击火卫一并改变表面材料。
2024年太空任务的数据
Friedrich Aumayr说:“通过我们的测量方法,我们能够比以前更准确地估计火卫一的侵蚀。” “我们的结果表明,火星大气中的氧离子的影响不可忽略。区分火卫一的两侧也很重要:尽管太阳风会导致远离火星的那一侧发生风化,但火星的轰击当太阳与火星隔绝时,火星大气层占主导地位。
这些考虑因素可能很快会在评估真实的火卫一样品中起重要作用:早在2024年,一架太空船就打算作为日本太空飞行任务MMX(火星月球探险)的一部分到达火卫一并将土壤样品带回地球。