直升机可以绘制火星磁场图

最近发表在《行星科学杂志》上的一项研究探讨了如何使用配备磁力计的直升机在火星地壳内进行磁场调查，为了解这颗红色星球的当前特征和早期演化提供重要见解。

这项研究是在美国宇航局的“聪明号”直升机继续打破记录并创造历史作为另一个星球上第一架动力空中探险者的同时进行的，以及最近到期的美国宇航局洞察号着陆器使用自己的磁力计来测量地壳磁场。

此外，除了火星表面呈现磁化地壳的小区域之外，这颗红色星球目前不具备全球磁场，科学家们推测这与火星数十亿年前的情况形成鲜明对比。这项研究建立在多个轨道器进行的全球磁场测量的基础上，这些轨道器包括火星全球勘测者号、火星大气和挥发性演化(MAVEN)航天器以及最近的中国天问一号轨道器，以及洞察号着陆器的局部测量值。

“行星的全球磁场(就像地球一样)是由核心中剧烈对流的铁驱动的，因此表达了行星内部深处正在发生的事情，”安娜·米特尔霍尔兹博士说，她是达利系的博士后研究员。该研究的主要作者、哈佛大学的地球与行星科学系告诉《今日宇宙》。

“全球场与重要的过程有关，例如大气层逃离行星的方式，因此是行星的一个非常基本的特征。虽然像地球和水星这样的行星有全球场，但火星甚至月球过去常常有全球场。有一个(不再有)——而我们甚至没有完全了解整个太阳系的多样性。”

在这项研究中，米特尔霍尔茨博士和她的团队开发了磁化模型，并评估了三种拟议的场景，以了解未来火星上的直升机如何从空中和定期着陆中测量磁化的火星地壳。这些场景包括磁化火山口、单独磁化地壳层和磁化岩脉侵入，即旧的地表裂缝被岩浆填充的地方。该研究的目标包括更好地了解火星的起源和演化，以及如何利用这些数据来帮助人类未来对这颗红色星球的探索。

米特尔霍尔兹博士告诉《今日宇宙》：“你可以把这个问题想象成地下一个巨大的磁化岩浆室。”“使用直升机，可以测量飞过它的磁场特征，但可能无法覆盖全部。现在，我们尝试根据沿路径收集的数据来构建地下外观的模型。”

最终，场景确定，虽然通过着陆进行的测量被证明是有效的，但从空中进行的测量提供了更好的数据。他们确定，应在磁场活动最安静时(白天或夜间)收集从空气中收集的数据。他们还发现，从美国宇航局洞察号着陆器收集的过去的局部磁场数据以及有关地球化学、重力和/或地质学的附加数据也可以为未来的直升机工作提供帮助。

米特尔霍尔兹博士告诉《今日宇宙》，“显然，在我们前往火星之前，我们应该考虑一些问题，比如我需要穿越磁化特征多少次才能成功恢复它?我的飞行路径应该是什么样子?以及更多技术方面：什么技术在恢复某些功能方面最强大?”

该研究的人类探索方面特别涉及使用地壳磁场数据来识别含铁资源，并研究磁场屏蔽如何保护未来的宇航员免受太阳和宇宙辐射的影响。这是因为火星缺乏全球磁场意味着未来的宇航员将暴露在远高于地球的辐射水平下，甚至在国际空间站中运行时也会受到辐射水平的影响。

虽然火星目前不具备全球磁场，但科学家推测，在其形成后的数十亿年前，情况就大不相同了。在此期间，这颗红色行星的内部过程更加活跃，这使得全球磁场能够保护大气层和表面免受有害的太阳辐射，从而产生更加适宜的环境，包括液态水流过表面。然而，科学家推测，大约40亿年前，当火星核心内的对流停止时，磁场和大气层也随之消失，注定了这颗红色星球将永远没有液态水且极度寒冷。