火衛一將成為未來人類探索火星的中轉站

    據英國新科學家雜誌報道，火衛一是科學家們所熟知的一顆太陽系衛星，它並不及小行星大，質量僅為地球十億分之二。這顆衛星沒有大氣層，重力接近於零，但它仍是火星兩顆衛星中最大的一顆。目前，科學家最新研究分析顯示，火衛一將成為人類太空的未來哨站，是未來人類在太空擴張性探索的第二個家園。

    火衛一作為勘測火星的中轉站

    月球是地球的衛星，雖然與地球之間距離非常近，但月球存在的重力作用需要具備更大的火箭運載宇航員往返航行，同樣，火星也具有明顯的重力影響，重力作用將使人類在外星球建立基地進行火箭發射具備更高的運行成本。實業家諾曼·奧古斯丁帶領的一支獨立專家研究小組統計數據表明，就當前美國宇航局2020年的火星登陸計畫，美國政府將承擔一筆巨額財政支出，預計每年需要30億美元。在報告中奧古斯丁提出一個建議——先將宇航員派遣至火星附近的小行星或者衛星上，建立一個中轉勘測站。美國加州火星學會主席帕斯卡爾·李稱，火星勘測任務大部分費用成本都用於運載宇航員往返旅程中，火衛一將是登陸火星的「最佳門階」。

    火衛一質量很小，因此它的重心引力非常微弱，基於火衛一進行載人航天飛行僅需要最小型的航天器即可。這意味著以火衛一作為中轉站要比月球更易實現航天器發射任務，而且需要的費用更低。同時，在火衛一表面放置望遠鏡或者發射遠程控制登陸器，將更容易展開對火星的勘測探索。然而，將火衛一建造成為人類未來的太空中轉站並不是那麼簡單，至今火衛一仍是天文學界充滿神秘感的星體。帕斯卡爾說：「我們差不多對太陽系內所有星體都有所瞭解，但火衛一卻除外，我們目前仍不能確定這顆衛星是如何形成的。」

    火衛一具有多空穴表面，可為人類提供躲避太空輻射的棲息地

    火衛一和火衛二是1877年由美國天文學家阿薩夫·霍爾發現的，火衛一是一顆直徑不足28公里寬的不規則岩石衛星，火衛二比它更小。它們並不是太空小行星，而是被火星重心引力完全束縛。將火衛一作為探索火星的中轉站計畫是基於70年代對火衛一成分的首次測量結果提出的，從火衛一表面反射的太陽光顯示其表面是暗黑色的，吸收了90%以上的入射太陽光線，火衛一表面質地與碳質球粒狀隕石(carbonaceous chondrites)十分接近，同時火衛二的狀況與此類似。

    火衛一處於一個隨機性傾斜軌道，它與火衛二的運行軌跡都靠近火星赤道。運行軌道接近火星赤道暗示著這兩顆衛星誕生於形成火星的相同合併星雲，可如果是這樣的話，它們的成分卻無法解釋得通，它們的成分應該類似於火星岩石，而不是之前研究證實的碳質球粒狀隕石結構。科學家為了深入理解火衛一的成分和起源，歐洲宇航局「火星快車」探測器曾於2006年和2008年分別近距離飛越火衛一表面，2006年距離火衛一表面460公里，2008年距離火衛一表面270公里。隨著「火星快車」接近火衛一，這顆衛星的微弱重力只改變探測器飛行速度每秒幾毫米，儘管如此，地面任務控制人員還是通過無線電跟蹤信號探測到相應的變化，載波信號變化率只有萬億分之幾。

    德國科隆大學的馬丁·帕特佐德是「火星快車」射電科學實驗負責人，他指出目前對火衛一勘測取得的成就是各方面努力的結果，現在對火衛一質量的測量結果比之前測量數據精確100倍，同時它將可能成為人類勘測火星內部結構的一個代理航天中轉站。「火星快車」在近距離飛越火衛一時，其攜載的高清晰立體視覺攝像儀繪製了火衛一表面迄今最精確的3D模型，並測量了它的體積。帕特佐德稱，火衛一的密度非常低，它一定是多孔中空狀星體。因此它並不是簡單的固體岩石結構，很可能具有中空孔隙，它將為未來宇航員躲避太空輻射傷害提供便利條件。

    由於迄今未獲得火衛一的實際標本，它的成分具有很大程度的未知性。如果它是一顆被束縛的小行星，那麼它的構成成分密度將略低於普通岩石，中空孔隙占衛星體積的15%，如果它是由火星岩石構成，那麼中空孔隙將占衛星體積的45%以上。

 

    火衛一的形成起源之謎

    令科學家們費解的是，假如火衛一成分與火星岩石相一致，那麼中空孔隙結構意味著這顆衛星不可能形成於來自火星軌道的微小灰塵微粒。目前，帕特佐德和比利時皇家天文台的帕斯卡·羅森布拉特更傾向於另一種觀點——隕星在火星上形成巨型碰撞，導致較大的碰撞殘骸飛濺至軌道，之後這些殘骸以巧合角度結合在一起，形成了現今的火衛一。為了測試這一猜想，今年3月「火星快車」將再次近距離飛越火衛一表面，此次該探測器計畫僅距離火衛一表面60公里，這樣將提供更直接的火衛一重力作用證據。

    帕特佐德說：「重心引力與衛星內部質量分佈有著直接關係。」目前，研究人員希望進一步分析火衛一的成分構成，之前的光譜分析結果顯示火衛一是被火星引力束縛的小行星。羅森布拉特指出，之前的火衛一表面光譜數據與歷經數十億年的太空侵蝕風化有著直接關係，沒有大氣層保護，合併形成火衛一的火星岩石在數十億年中將承受大量太陽帶電微粒輻射，這種作用下從而掩蓋了它們的真實成分，並使光譜勘測失效。如何解決這一問題呢？科學家認為需要登陸火衛一，並將表面成分樣本帶回地球。

    2011年末，俄羅斯計畫發射火衛一勘測任務，該任務命名為「火衛一土壤分析」任務，羅森布拉特說：「沒有關於該衛星成分的信息民，我們無法理解火衛一的起源，『火衛一土壤分析』將揭曉其中的謎團。」

    火衛一或許保存著火星早期生命的化學信息

    火衛一土壤分析任務可以向行星科學家提供火星至關重要的信息，在過去40億年裡隕星碰撞火星導致大量的殘骸進入火星軌道，火衛一則必須承受來自火星的「殘骸流星」，其中包括一些大質量殘骸物質，比如火衛一表面9公里寬的「斯蒂克尼隕坑」。但多數都是質量較小的殘骸碰撞在火衛一表面，其可行性解釋來自於火衛一表面的溝槽線，前不久「火星快車」繪製的圖像顯示這些溝槽位於火衛一極地頂端，該區域在繞軌道運行時總是朝向火星，這是接收火星殘骸物質的天然圓心區。

    一項令科學家感興趣的重要事實是火衛一表面存儲著數十億年來的火星隕石樣本，同時它也可能保存著太陽系裡其他星體的隕石樣本，帕斯卡稱，火衛一存在的早期火星隕石樣本或許比在火星表面的隕石樣本保存得更好，甚至有可能保存著火星生命的化學信息。他強調稱，火衛一將是人類未來勘測火星最理想的中轉站！它不僅為我們提供了便利的勘測條件，還有助於我們進一步揭示太陽系更多的未解之謎。