“火星快车”在飞越过程中拍下火卫一照片

　　翻译：周唯亮

　　原文链接：https://www.universetoday.com/144372/mars-express-takes-photos-of-phobos-as-it-flies-past/

　　欧空局（ESA）的“火星快车”探测器已经是火卫一的“熟人”了。该航天器于 2003 年 6 月发射，已经在环绕火星的轨道上运行了 16 年。在火星附近的这些年来，它捕获到了火卫一的详细图像，并帮助解开了这颗卫星的一些秘密。

　　“火星快车”在最近一次飞越过程中得到了一段由 41 张图片组成的影像序列，搭载在探测器上的高分辨率立体相机从不同角度对火卫一进行了成像，从而捕获了包括斯蒂克尼陨石坑在内的火卫一表面特征的图像。

图片来源：ESA / DLR

　　火卫一是一颗不寻常的卫星（宇宙中有过正常的卫星吗？）。它绕火星运行的轨道比太阳系中任何其他行星的卫星轨道都要低。它距火星表面仅 6000 公里（3700 英里），完成环绕火星公转一周所需的时间比火星自转所需的时间还短。火卫一的飞行速度如此之快，以至于它每天两次升起在火星的天空中。

　　在欧空局（ESA）发布的新图像序列中，火卫一缓慢旋转，使我们可以很好地观察其明亮的表面，“火星快车”在距离火卫一仅 2400 公里（1500 英里）的地方拍下了这些图片。由于“火星快车”的移动，该图像序列中的火卫一也缓慢地上下移动。视频还展现了火卫一在不同“月相”时的变化。

　　最初，随着太阳、火卫一与“火星快车”之间的相角降低到几乎为零，火卫一渐渐变亮。然后，当相位角增加到 15 时，火卫一再次变暗。在相位角为零时，火卫一非常明亮，而这种零度角很少见。一年最多可能发生 3 次，这是研究火卫一表面的绝佳机会。据欧空局称，下次将在 2020 年发生。

相角（在图中标记为“φ”）是从目标对象本身（火卫一）观察到的光源（在这里为太阳）与观察者（“火星快车”）之间的角度。在火卫一的影片中，初始相位角为 17 度（图A），在中途下降到几乎零度（当火卫一最亮时，图B），然后在动画结束时上升到 15 度（图C）。图片来源：ESA / DLR

　　火卫一很小。它的半径仅约 11 公里（7 英里），呈不规则形状，通常被描述为“马铃薯状”。它的显著特征是斯蒂克尼陨石坑和沿着其表面延伸的奇怪的线性凹槽。一些科学家认为，陨石坑和凹槽均为同一现象的一部分。产生斯蒂克尼陨石坑的撞击使得其表面的巨石松动，这些巨石的滚动形成了我们可以在图像中看到的凹槽。

维京 1 号轨道卫星于 1977 年拍摄了这张火卫一的照片。斯蒂克尼陨石坑在左侧，同时可以看到水平延伸出去的神秘凹槽。图片来源：NASA 戈达德太空飞行中心。

　　火卫一（Phobos）和火卫二（Deimos）的起源都不确定。有些人认为它们都是被捕获的主带小行星，而不是像地球的月亮那样在“原位”形成的卫星。但是，两个卫星都围绕火星的赤道绕近圆形轨道运行。如果他们是被捕获的小行星，那么它们的轨道应该为椭圆形。也就是说一定有某种机制作用在卫星上，使其进入当前的圆形轨道，可能是阻力、也可能是潮汐力。但目前尚不清楚这一切是否有足够的时间发生，特别是对于火卫二来说。

　　另一种可能是在火星形成很久之后，两颗卫星由火星形成后剩下的次要物质融合而成。第三种情况则是火卫一和火卫二可能只是火星和另一个原行星之间的碰撞而剩下的两个物体。

一位艺术家为火星、火卫一和火卫二所绘制的插图。图片来源：NASA / JPL-Caltech，GSFC，亚利桑那大学。

　　尽管他们的起源尚不清楚，但火卫一的消亡是相当确定的。火星的引力正在使火卫一减速，并将其不断拉近。每个世纪，它将向火星移动约两米。在大约 3000 至 5000 万年内，火卫一会破碎成碎片，甚至可能在火星周围形成一个可以持续数百万年的残骸环。

　　“火星快车”至此已经完成了 5000 多次环绕飞行，并完成了一系列探索任务。