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火星塵暴爆發,火花四濺!但不會對探測器造成威脅


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更新日期:2022420
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一項新發現表明,火星塵埃之間的摩擦或許會產生放電,就像地球上的電那樣。但是,火花攜帶的電力非常溫和,類似地球上的閃電,它不會對探測器造成威脅,也不會影響人類未來的探測。

火星塵暴爆發,火花四濺!但不會對探測器造成威脅

火星上經常發生粉塵風暴,有時甚至會覆蓋整個火星,使我們失去觀測的最佳視野。因此,儘管火星表面缺乏雨雲,但是,科學家在第一次登陸火星後便擔心,這些顆粒是否會在相互撞擊中產生電子,並形成足夠強大的電力場從而產生強大的放電。但從現在來看,還未有登陸器或探測器遭受此類損害。這一事實表明,這一威脅並不大,或許有其他更有說服力的理由來解釋未完成的任務。

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俄勒岡大學的火山學家約瑟夫.杜福克教授運用相似的地球物質建立了此類風暴的模型。在Icarus雜誌發表的報告中,杜福克及其合作者表示,有可能會產生放電,但是電量非常微弱,很難造成威脅。藉助火星大氣層有限的電量儲存能力,人類和機器人都將得到保護。

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「由於我們還有很多探測火星的新任務以及潛在的觀測障礙,我們對於這項工作非常感興趣。」杜福克在一份宣告中表示。

典型的火星放電將會產生一個每米2萬伏特的電力場,杜福克解釋道。雖然這聽來令人印象深刻,但在地球上,每米300萬伏特的電力場並不是不尋常的,它創造了我們熟悉的壯觀景象,同時也往往會帶來非同尋常的後果。

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合作作者約書亞.門德斯.哈勃表示:「我們的實驗以及其他前人研究表示,在火星上,當你攪動沙土或塵埃時,非常容易產生火花。然而,這其實非常困難,即使發生大型風暴或塵捲風,火星上也難以產生大型放電或傳統意義上的閃電。」

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此前已開展了許多實驗來檢測火星上的電,但是這類實驗具有眾所周知的缺陷。
不僅是因為實驗使用的塵埃顆粒不是火星上的塵埃顆粒,還因為實驗過程中所使用的容器會接觸到顆粒。「化學屬性不同的物質相互作用會產生更強烈的電力,遠高於相同化學屬性的物質相互作用產生的電量。」文章寫道。

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事實上,杜福克和門德斯.哈勃也無法獲取到任何火星塵埃。但是,他們指出,已有2000年年歲的墨西哥希特利火山爆發噴射出的玄武岩粉塵與火星塵埃非常相似。他們將這些粉塵裝在一個足夠寬的玻璃管裡,管內僅有8毫巴的二氧化碳。他們透過讓這些粉塵旋轉來模擬火星上非常稀薄的大氣層。

文章總結道,研究結果顯示,火星上的放電並不像地球上的閃電,而是更像地球上火山爆發時產生的小規模放電。

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這一切表明,一些值得信賴的科學書籍或電影《火星救援》仍然存在一些主要錯誤。火星塵暴或許對觀測的可見度造成了嚴重影響,但是並不會對即將開展的探測產生任何嚴重威脅。

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相關知識

火星(拉丁語:Mars;天文符號:♂),是離太陽第四近的行星,也是太陽系中僅次於水星的第二小的行星,為太陽系裡四顆類地行星之一。西方稱火星為瑪爾斯,是羅馬神話中的戰神,所以在英語中,火星是羅馬戰神的意思,通常被稱為「紅色星球」;古漢語中則因為它熒熒如火,位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為熒惑。火星是太陽系的八大行星中第二小的行星,其質量、體積僅比水星略大。火星的直徑約為地球的一半,自轉軸傾角、自轉週期則與地球相當,但繞太陽公轉週期是地球的兩倍<3>。在地球上,火星肉眼可見,亮度可達-2.91,只比金星、月球和太陽暗,但在大部分時間裡比木星暗。火星距離地球最近在5400萬公里(最遠達4億公里,探測器需飛行約7個月抵達火星)。

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火星塵暴爆發,火花四濺!但不會對探測器造成威脅

火星大氣以二氧化碳為主,既稀薄又寒冷,其表面特徵讓人聯想起月球上的撞擊坑,以及地球上的山谷、沙漠和極地冰蓋。英語中,通常被稱為紅色星球(英語:Red Planet)。<4><5>是因為火星在視覺上呈現為橘紅色是因為地表廣泛普遍的分佈著氧化鐵的造成的,它使火星呈現出一種紅色的外觀,在肉眼可見的天體中獨具一格。火星地表沙丘、礫石遍佈且沒有穩定的液態水,火星南半球是古老、充滿隕石坑的高地,北半球則是較年輕的平原。

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火星已被數10艘無人航天器探索。1964年11月28日,由NASA發射的水手4號是第一個訪問火星的航天器,於1965年7月15日最接近該行星。蘇聯火星3號飛船於1971年12月實現了軟著陸,但著陸後數秒內失去了聯絡。歐洲空間局成為第三間派遣探測器訪問火星的航太機構,其火星快車號於2003年12月25日到達火星軌道。2014年9月24日,印度空間研究組織的火星軌道探測器到達火星軌道,成為第四個成功派遣探測器到達火星的航太機構。接著還有阿聯酋的希望號與及中國的天問一號。

BY: Stephen Luntz

FY: 秋

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