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2020-01-01火星部分區域冰層淺薄 人類「親身」登陸有望? 601 期

Author 作者 編輯部
多年來,人類始終未能成功親身探訪火星,也讓人不禁好奇,哪天人們真能成功踏上火星的土地,究竟會降落在什麼地方呢?近日,美國航太總署 (NASA)火星偵查軌道衛星(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)與火星奧德賽號(Mars Odyssey)於《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)發表他們製作的新圖像,可望為人類登陸、駐留火星的任務,指出更明確的道路!


落地、進駐的關鍵──冰層深度


這趟旅程,科學家考慮的是什麼?除了陽光、空氣和水等構成生命的要素, 著陸點的氣候環境、地形走勢,也都是過程中需審慎評估的要件。除了迎合生存之必須,與火星土壤(martian regolith)相比,冰是較強的熱導體, 這也是為何靠近地表的冰能影響當地季節性的地表溫度走向。

而說到冰層,就不得不提火星極地這個讓科學家感到好奇的地方。大約11 年前,鳳凰號火星探測器(Phoenix Mars Lander)便已發現當地地表可能存在冰層,而後這個發現也為MRO證實,並將隕石撞擊冰面的畫面拍了下來。只可惜,極地的氣候仍是較難克服的關卡。


不深不深,一挖就有冰


因此,研究團隊利用MRO的火星氣候探測器(Mars Climate Sounder)與鳳凰號的熱輻射成像系統(Thermal Emission Imaging System, THEMIS) 這兩種對溫度相當敏感的儀器,來建立對火星冰層的了解。有了這些設備, 他們就能偵測因地表下的冰所引發的溫度變化。結果發現,極地冰層相當靠近地表,平均來說深度都少於30公分; 不過越往上游處走,冰層也埋得較深, 大約是在地表下60公分的地方。

此外,研究團隊透過數值熱傳導模型 (numerical heat transfer model)得出冰層深度地圖,發現火星北緯35度及南緯45度的部分區域冰層僅數十公分厚。根據圖像加以分析,科學家便可大幅縮小範圍,找到最合適的登陸地點。這些被鎖定的區域,不僅方便開採水源、節省成本,在移行上也較為順暢,某些地方的冰層甚至只蓋在火星土壤下2.5公分處。

 

登登登登! 火星登陸最佳候選人是⋯⋯?


拜新開發的圖像所賜,NASA盼能為未來的任務選定合適且易於通行的著陸點。不過,要在這之中做出選擇著實有些困難:遠離極端的地區氣候條件較佳,有陽光之餘,氣溫也比較溫和些;而火星北極的地面較為均勻, 且大氣也較厚,就登陸任務本身來說, 也是相對容易的位置。折衷來看,根據法國科學新聞網Futura報導,阿卡迪亞平原(Arcadia Planitia)確實是個不錯的選項;這塊區域在圖上以白色標記,位在火星北極附近,幅員廣大且冰深不過30公分,當地的冰層條件不僅可解決未來進駐人員的水源問題, 鏟起的冰也能提供用來充當火箭燃料。 看來,派駐人員前往火星實地探勘的夢想,又更近一步了。

延伸閱讀

1. Julie Kern, Mars : de la glace détectée à 2,5 cm seulement sous la surface, Futura, 2019. 2. Sylvain Piqueux et al., Widespread Shallow Water Ice on Mars at High and Mid Latitudes, Geophysical Research Letters, 2019.