火星沙尘暴究竟有多厉害?15年“机遇”号因此“永别”!

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  美国时间2月12日晚,一首《我们会再次相见》在美国国家航空航天局(NASA)控制中心响起。这是NASA与失联8个月的“机遇”号火星探测器最后一次联系,然而并没有得到回应。

  

  “机遇”号火星探测器示意图(美联社)

  时间回到2018年5月底。火星上暴发剧烈沙尘暴,影响范围相当于火星1/4的表面积。

  2018年6月10日,“机遇”号向地球发回最后一条信息显示电量不足,科学家猜测是因为巨量的沙尘遮蔽了阳光,令采用太阳能的“机遇”号系统自动进入休眠状态。

  之后,NASA仍持续试图联系“机遇”号,对它进行了上千次的“呼唤”,并期望沙尘暴减弱后,“机遇”号能够像之前遭遇多次困难后突出重围、重新启动。

  但是,火星上的沙尘暴一刮起来可是“经久不衰”,被沙尘暴吞噬8个月的“机遇”号仍然杳无音信,网友们纷纷在社交媒体上表示哀悼。

  当地时间2月13日,NASA正式宣布“机遇”号火星车任务已经结束,功成身退。

  “机遇”号已经持续探索火星15年,行驶距离超过45公里,发回了近22万张照片,包括15张火星360度彩色全景图。

  它找到在有水环境中形成的赤铁矿;发现了火星上有水的证据以及可能适合微生物生存的环境。

  

  “机遇”号在2018年失联前最后一张“完整”自拍,成为它的绝唱。(NASA)

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  不忍想象,“机遇”号在遮天蔽日的沙尘暴中多么无助。

  那么,火星沙尘暴究竟是什么样?

  01风速大到难以想象

  火星按离太阳由近及远的顺序为第四颗行星。肉眼看去,是一颗引人注目的火红色的亮星。

  火星上平均温度为-23℃,大气稀薄,水分极少。在干燥的火星表面上,遍地都是红色的土壤和岩石。

  这是因为,火星土壤含铁量甚高,导致火星尘暴染上了橘红的色彩,大气中微尘的散射使天空呈现橙红色。由于风沙的作用,火星表面到处是沙丘,还有类似河床的地形。

  火星上每年都要刮一次让人难以想象的特大风暴。根据中国科普博览网报道,地球上17级风力,相当于是超级台风的风力,风速可达60米/秒以上,而火星上的风速竟高达180米/秒,是地球上的三倍。

  02风暴可席卷整个星球

  虽然每年火星都会有几场大的尘暴,但火星全球性沙尘暴大概平均每3个火星年(5.5个地球年)发生一次。

  

  这组图像来自NASA的火星勘测轨道飞行器,展示了一场正在席卷火星的剧烈沙尘暴,同时图中还标出了两台漫游车的位置。(NASA)

  1971年,当抵达火星的第一颗人造卫星 “水手9号”火星探测器刚刚走了一半的路程时,整个火星正被一场大尘暴所包围。

  火星表面80千米以下的高空被尘埃笼罩,白茫茫一片,根本无法观测。

  而这场特大尘暴竟连续不断地刮了半年时间才渐渐平息下来。

  “勇气”号与“机遇”号也在2007年遭遇了火星全球沙尘暴,太阳能电池阵发电量骤减,火星表面能见度较低,但它们最终还是度过了这段危险时期,在火星上顽强地生存了下来。

  

  03为何火星沙尘暴如此猛烈?

  为什么火星上能形成如此之大的沙尘暴呢?从科学角度来讲,目前依然尚无定论。

  但是,火星和地球有相似之处,一些科学家进行了类比分析。

  和地球一样,火星的季节是因为围绕太阳公转而产生的。

  但火星的轨道离心率高于地球,火星绕太阳的公转轨道没有地球那么圆。

  根据NASA的报道,当火星运行到轨道近日点前后,则会明显变热,相当于火星南半球的夏季。

  此时太阳对火星表面的加热作用比较大,热空气上升,尘埃扬起,尘暴开始形成,并且慢慢扩展。

  04“机遇”号被吹散架了么?

  还记得电影《火星救援》刚开始的画面么?

  

  电影《火星救援》沙尘来袭时画面

  火星上一场强沙尘暴来袭,让前来科考的宇航员面临紧急撤退。此时飞船倾斜越来越严重,甚至不得不靠燃烧燃料来保持平衡。

  但是,由于火星表面的大气密度很小,能够将宇航员陷入险境的尘暴在火星上是不可能真实发生的。

  打个比方,如果你想在火星上放一只风筝,需要比地球上高很多的风速,才能把它吹上天空。

  地球与火星沙尘暴最大的区别在于火星大气压很小,大气层稀薄。所以即使以同样的风速吹相同的物体,强度是不同的。

  因此,火星上确实有沙尘暴,但并不像电影《火星救援》展示的那样。即使是火星最大的全球性尘暴也不可能吹翻或扯破主要的机器设备,所以NASA还可以找到“机遇”号,只是永远唤不醒它了。

  05火星沙尘暴并不是无害的

  沙尘笼罩下的红色火星

  虽然火星沙尘暴破坏力不强,但是火星的沙尘粒子非常细小且带有微静电,它们会附在任何物体的表面,甚至钻入机器设备内部,使机器发生故障无法正常运转。

  而且,沙尘覆盖对太阳能电池板同样是个大问题,即使是非常小的沙尘暴,也可能卷起很多沙尘覆盖在电池板上,没有足够的阳光直接照射到太阳能面板上,也就无法提供充足的电力。

  然而,当太阳辐射抵达火星表面后,会再次加热火星表面的空气,而远离表面的空气依旧较冷。冷热两种空气在一起产生对流,可能会再次将沙尘扬起,可能会引起更大规模的尘暴。

  当全球性尘暴来临时,在火星表面工作的漫游车或着陆器等设备需静静等到尘暴结束。

  “机遇”号正是经历了一场让太阳能电池板“窒息”的火星沙尘暴之后难以被再次唤醒,NASA才不得不宣布放弃唤醒“机遇”号火星车。

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