在火星周圍的軌道上,兩顆微小的衛星——火衛一和火衛二,長久以來都是天文學界的未解之謎。這兩顆衛星自1877年被發現以來,便因其獨特的軌道特性和成分構成,引發了科學家們的濃厚興趣。美國SETI研究所的行星科學家帕斯卡爾·李指出:“在太陽系中,我們對火衛一和火衛二的了解幾乎為零。”它們的起源,至今仍是行星科學領域的一大謎團。
火衛一和火衛二在火星任務中往往只是“配角”,鮮少成為探測目標。然而,這兩顆衛星的特殊性不容忽視。火衛一每7.5小時便環繞火星一周,火衛二則需要約30小時。它們的體積也極為微小,即便是較大的火衛一,最長直徑也不過約27千米。更引人關注的是,火衛一正以每年近2厘米的速度向火星靠近,這一現象讓科學家們對其密度和構成產生了濃厚興趣。
早期,有研究者甚至提出火衛一可能是外星人建造的假設。蘇聯天體物理學家約瑟夫·什克洛夫斯基就曾在其著作中質疑火衛一是否可能內部中空。不過,隨著觀測技術的進步,科學界已經駁斥了這一說法。觀測顯示,火衛一的密度與許多由松散碎片組成的小行星相符,這些“碎石堆”內部存在空隙,解釋了其低密度的特性。
盡管如此,火衛一的下墜趨勢仍未停止。科學家預測,再過一億年,火衛一可能會撞上火星,或者被火星的引力撕碎,形成一圈環繞火星的塵埃帶。這一預測讓火衛一的命運更加撲朔迷離。
火衛一和火衛二的成分與外形與火星大相徑庭,卻與存在于火星與木星之間主小行星帶邊緣的暗色小行星極為相似。科學家們猜測,它們可能是在太陽系早期動蕩時期,從遙遠區域飄來的小天體,被火星引力捕獲。然而,也有觀點認為,它們可能來自某顆被火星俘獲的彗星碎片。巴黎天文臺的索尼婭·弗爾納西耶就指出,從光譜特征看,這一假設具有可能性。
但火衛一和火衛二的軌道特性又讓這一假設產生了疑問。它們的軌道都近乎圓形,且緊貼火星赤道運行,這通常只會出現在與行星“同源”的天體上。美國國家航空航天局(NASA)噴氣推進實驗室的阿比蓋爾·弗雷曼就傾向于認為,它們的母體可能是一個撞擊火星的天體。
為了揭開火衛一的身世之謎,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)計劃于2026年實施一項火衛一探測任務。這將是人類首次嘗試從火星衛星采樣并返回的任務。按照計劃,探測器將在火衛一表面停留約2.5小時,采集樣本并帶回地球。MMX項目科學家臼井智弘表示:“我們將對樣品進行分析,以判斷火衛一究竟如何形成。”
如果火衛一確實起源于太陽系邊緣的小行星或類彗星,那么它將為揭秘太陽系早期演化歷史提供關鍵線索。特別是關于水和有機物如何被帶入地球和火星等類地行星的問題,火衛一的研究可能帶來新的突破。目前的主流觀點認為,在太陽系外緣,水和碳基分子在小天體上凝結,后因木星等巨行星的遷移而向內遷移,撞擊火星與地球,從而送來了生命物質。
如果火衛一最終被證明是火星被撞擊后的產物,那么天文學家將可以借此研究早期火星的組成物質和演化史。科學家還可以推斷出撞擊的具體時間,了解巨行星的形成與遷移對火星、地球及內太陽系的影響。
火衛一還可能成為人類登陸火星前的中轉站。由于火衛一被潮汐鎖定,一面永遠朝向火星,一面則永遠面向星空,且其表面引力只有地球的千分之一,因此它比火星更適合探測器起降。如果MMX的探測結果發現火衛一內部富含可用來制造火箭燃料的冰,那么它將成為未來火星探索的重要基地。
火衛一樣本中可能混有火星物質,這對天體化學家來說具有巨大價值。準備前往火星采樣返回的NASA“毅力號”任務因受到預算與技術難題牽制,遲遲未能啟動。而MMX任務計劃帶回的超過10克火衛一樣本中,可能包含10毫克的火星物質,這將為科學家們提供寶貴的研究材料。











