日本宇宙航空探究开发机构JAXA快要开展的火星卫星MMX任务背后的科学知识
（神秘的地球uux.cn报导）据cnBeta：外媒报导，Ryuki Hyodo博士转发了日本宇宙航空探究开发机构（JAXA）快要开展的火星卫星MMX任务背后的科学知识，以及这次火星领域之旅的独特之处。
本年2月，全全球都惊奇地看着三个太空任务接连抵达火星。阿联酋的刚刚本周粉丝互动，深夜读到泪目期盼号任务将捕捉火星气候的全球视野，而中国的天问一号则侧重于火星地质学，并打算向火星表面释放一个登陆器和漫游车。第三个是美国宇航局的毅力号漫游车，它在火星的杰泽罗陨石坑达成了一次惊人的着陆，它将在那里寻找过去生命的证据，并收集样本以便前方返回地球。
在ISAS，探究人员以尤其敏锐的目光注视着这一进展。在短短几年后，他们快要使用同样的壮举，访问火星卫星。火星卫星发射（MMX）任务打算在2024财政年度发射。基础上忽略了火星的存在，该航天器将把其观测仪器套件的刚刚北影节汇总重点放在卫星上，即火卫一Phobos 和火卫二Deimos。该任务打算在火卫一上着陆并收集样本，于2029年带回地球。科学家们觉得，正是这些贫瘠的卫星包含了太阳系早期的证据，以及可居住性是如何在下面的星球上繁荣和死亡的。
Ryuki Hyodo博士是ISAS太阳系科学部门的探究员，致力于模拟这些卫星的形成过程。Hyodo拥有该探究所独立的ITYF（海外顶尖青年探究员）职位之一；该打算旨在扶持和合作来自全球各地处于职业生涯早期阶段的优秀探究人员。他阐释说，围绕火卫一和火卫二的第一个谜团是它们是如何出如今那里的。事实上，针对这些卫星是如何形成的，首要有两种相互比拼的理论。
Hyodo阐释说：“有一种捕获理论，即一个经过的小天体在重力作用下被火星捕获。这是历史上提出的，并且得到了这些卫星与D型小行星的光谱相似性的扶持。”
小行星首要位于火星和木星之间围绕太阳管理的解读高通骁龙体验适当命名的“小行星带”中。科学家依据小行星可以从其表面反射的光的波长的相似性将其分为各异类型。这种"光谱"与小行星的组成有关。D型小行星因其颜色相当深而引人注目。D型小行星所反射的些许光线是在较长的红色和红外线波长。
尽管如今有许多各异的小行星在小行星带中管理，但它们各异的组成指向了分布在早期太阳系中的形成地点。这针对试图绘制资源的创造和移动图的科学家来说是很有趣的，尤其是那些诸如生命所需的水和有机物。
假如火卫一和火卫二是D型小行星的例子，它们接近火星并被拉入轨道，那么来自火卫一的样本可以告诉科学家有关太阳系中最初形成的有机分子的形成和运输。但并非所有人都相信这种形成计划。
“第二个挑选是巨大的撞击起源，”Hyodo说。“与火星的一次大型撞击，喷射出的物质在火星周围形成一个碎片盘。”
这样的撞击或许是Borealis 盆地的起源；这是火星上最大的盆地，覆盖了该星球表面的40%的巨大面积。导致Utopia或Hellas等较小的朋友圈陪伴最重要，网友观点两极分化盆地的撞击 ，也或许形成了足够的碎片来形成这些卫星。
“即使在较小的盆地形成事情中，撞击速度也是相似的，”Hyodo强调。“区别只是撞击的品质。这导致了撞击喷出物的热力学结局相似。”
热力学指的是碎片盘中的热能，并确定了一些特性，例如有多少碎片盘材料是熔化的，有多少将被汽化。由此形成的材料变成火卫一和火卫二的组成若干，由于它碰撞并凝聚成了这两个卫星。
圆盘内的形成可以阐释火卫一和火卫二在火星赤道周围同一平面内的近圆形轨道。一个巨大的撞击也被觉得创造月球，但是由于阿波罗任务返回的月球表面的样本，那里的证据更为清晰。
"就我们的月球而言，阿波罗号的样本有力地表明，月球曾经是熔融的，月球和地球在同位素上相当相似，"Hyodo阐释说。
同位素是同一种元素的原子，由于原子核中的中子数量各异，其重量略有各异。两个不只由相似的物质组成，并且由一样的同位素平衡组成的天体，相当有或许转发共同的兴办块，扶持来自地球的物质形成月球的撞击情景。巨大撞击中的能量也会导致熔化的物质。
"就火星卫星而言，它们的动力学（轨道）扶持一个巨大的撞击形成，"Hyodo持续说。"但是，假如没有像阿波罗号那样的样本，我们无法确定火星及其卫星上发生了什么。"
争论的不只是卫星的最初形成，还有接下来发生了什么。最近的一系列论文提出了各异的计划，说明这些卫星或许在一次巨大的撞击后进展。
"重大的是要注意，这些作品都假设了撞击的状况，"Hyodo着手说道。"它们之间的区别是在巨大的撞击发生后发生了什么，作用了火卫一的潮汐演变。"
火卫一和火卫二曾经是一个单一的天体，它本身在几十亿年前受到了一次撞击，把它分成了两个。这个提议的计划是基于卫星的轨道或许由于来自火星的潮汐而发生转变，详尽的模拟依然需要开展。
"粒子积累是一个混乱的过程，"Hyodo强调，他刻画了在巨大撞击的碎片盘内形成的卫星的计算机模拟状况。"有时我们只形成一颗卫星，有时则形成三颗卫星。假如一颗卫星最初是由巨大的撞击形成的，后来被摧毁一分为二，那么这个历程就有或许发生。"
由MMX航天器收集的火卫一材料样本将为回到地球的科学家提供确认火星卫星的机遇，就像从阿波罗样本中确认我们自己月球的历史一样。Hyodo证实，这将有助于解决各类理论之间的退化难题。
他声称："假如样本含有众多的火星物质以及挥发性耗损，那么答案就是巨大的撞击起源，而不是捕获。"
由Hyodo管理的模拟证实，任何由巨型撞击形成的碎片应该含有大约50%的火星物质，其余的来自于撞击者。撞击还将形成强烈的加热（大约1730摄氏度），所以轻松变成气体（挥发性物质）的元素将被汽化并逃逸。
"棘手的若干是火卫一的持久演变，"Hyodo承认。"对月球重力场的详尽测量以及澄清内部结构的观察将是制约火星引力的潮汐如何对月球开展拉动的核心。制约表面年龄也很重大，由于每一种说法都表明我们今日所得知的火卫一最后积累的时间各异。"
Hyodo强调说，不管是捕获还是巨大的撞击计划，来自火卫一的样本将揭示出众多有关行星如何形成的信息。
他说："假如捕获计划是正确的，我们将获得原始材料，这将增强我们对这些东西组成的理解，或许含有第一批有机物。假如巨大的撞击计划被证明是正确的，我们将收集来自古代火星的样本；来自火星上发生巨大撞击的时间。"
"经由MMX，我们将探究一颗小小的卫星，"Hyodo说。"但这不只是有关卫星，也是有关太阳系物质和来自火星的物质。"
也许令人惊讶的是，火卫一的样本将不可避免地包含火星过去的若干。这意味着，不管卫星是如何形成的，从MMX带回的样本实际上将是第一个火星样本返回。
"对我们来说，幸运的是，火卫一的轨道离火星相当近！"Hyodo阐释说。"火星上的小行星撞击不断地从火星的各个地方喷射出物质，这可以很轻松地转移到火卫一的表面，而不会有强烈的撞击冲击损害。"
在地球上收集的火星陨石是由坚硬的火成岩形成的，由于从火星上发射出来的强烈冲击--伴随着星际旅行，以及进入地球的大气层破坏了任何更脆弱的东西。但是，从火星上喷出并降落在火卫一上的谷物有一个更轻松的发射和旅程，并且即使是脆弱的有机物也被觉得能够在旅行中幸存下来。乃至火星古老大气层中的离子也被觉得被困在火卫一面向红色星球的一面。
火星颗粒中的放射性元素将能够确定这些颗粒在火星表面形成的时间。这为MMX提供了一个独特的样本，该样本从火星表面各处收集，并对其全部历史开展测定；这是一个名副实际上的有关该星球或许的可居住性和衰退的记录。这种收集的或许性是MMX任务专注于卫星而不是行星本身的缘由之一。
"NASA毅力号将以惊人的详情探究杰泽罗陨石坑，"Hyodo说。“但是信息仅限于杰泽罗陨石坑。这或许不是火星全部演化的典型状况。相比之下，MMX收集的喷出物前方自火星表面的任何地方，没有这种偏见，但代价是MMX的样本中只有一小若干来自火星。所以，MMX和毅力号将发挥多样性与详情的互补作用，我们可以一起向完整知晓火星的演变迈进。”