臺北市立天文科學教育館

關於火星衛星起源的謎團，可能離解開更近一步了。

歐洲太空總署（ESA）的天文學家Colin Wilson表示：火星的兩顆小衛星是被捕獲的小行星還是在碰撞過程中從火星上噴飛的岩石碎塊，是懸而未決的問題。它們的外觀表明看起來似小行星，但是它們繞火星運行的方式並非如此。

1877 年，美國天文學家 Asaph Hall 發現了兩顆環繞火星的小衛星。火衛一(Phobos)以古希臘的恐懼和驚慌之神命名，是兩顆衛星中較大的一顆，直徑為 22.2 公里，距離火星表面的平均距離約為 6,000 公里。火衛二(Deimos)以古希臘的害怕和恐怖之神命名，直徑只有 12.6 公里，距離火星表面約 20,000 公里。在許多方面，它們與我們的衛星—月球不同，且兩者之間也有一些有趣的差異。

火衛二正在離開火星並可能有朝一日完全逃離，然而，火衛一正以每年縮小 1.8公分的衰減軌道向火星移動，在接下來的1億年內，火衛一會被撕裂成形成環狀物。從外表來看，火衛一和火衛二很相似，這表明它們可能來自同一群小行星。但是它們的軌道幾乎是圓形的，並且非常靠近火星赤道，這是捕獲的小行星所不具備的軌道特徵。

尋找謎團的答案之方法是找出火星衛星地表下的東西。因此，今年萬聖節前夕，歐洲太空總署派出火星快車號(Mars Express)進行火衛一飛掠，距離在83 公里範圍內。地球的大氣與太空分界線—卡門線位於海拔大約 100 公里的高度。83公里的飛越就在咫尺之遙。且這艘19歲的火星快車號與火衛一近距離飛掠為測試最新升級中的一個項目。

火星快車號上的MARSIS 儀器(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding) 最初是為了研究火星的內部結構而設計，其以在火星上發現液態水跡象而聞名，它使用40米長的天線向火星發送低頻無線電波，這些無線電波在火星內部不同岩層之間穿透與反射，通過檢查反射信號，科學家們可以繪製出火星內部的結構圖，並研究火星岩層的厚度和成分等特性。MARSIS和火星表面之間的觀測設定距離超過250公里，但它最近軟體升級，使其可以在更近的距離上使用。未來，距離更縮短為40公里以內。火星快車的軌道經過微調，可以在 2023 年至 2025 年的幾次飛掠期間盡可能接近火衛一。這將提供機會收集更多關於火衛一內部結構的數據。

歐洲太空總署正在參與由日本JAXA領導的火星衛星探索（Martian Moons eXploratio, MMX）任務，該任務將登陸火衛一並將其表面岩石樣本送回地球。MMX 任務計劃於2024年發射，並於2029年將樣本送回地球。火星快車號上的儀器對於詳細研究火衛一至關重要，為 MMX 任務做準備所必需。（編譯／施欣嵐）

圖說：MARSIS在2022年9月23日飛越火衛一期間獲得的雷達圖。A-C 部分是使用升級前的MARSIS軟體記錄的。C-D是technical gap期間，從D-F首次成功使用升級後的軟體。e的反射要麼是由火衛一表面的特徵引起的“雜波”，或者是火衛一內部可能存在結構特徵。

資料來源：ESA