Выполнив серию реальных и "фальшивых" облетов, аппарат Mars Express показал, как самая большая луна Марса, Фобос, взаимодействует с солнечным ветром — потоком заряженных частиц выброшенных Солнцем, и обнаружил процесс, о котором ранее не было точных данных.
Солнечный ветер исходит от нашей звезды, наполняя Солнечную систему заряженными частицами. Луна Земли непрерывно отражает эти частицы, и такое же "обратное рассеяние" должно было быть на спутнике Марса Фобосе, учитывая сходство планет и их спутников. Однако Mars Express фиксировал обратное рассеяние только один раз (в 2008 году), несмотря на то, что он много раз приближался к Фобосу.
Исследователи сообщают о втором успешном обнаружении отраженных частиц солнечного ветра на Фобосе во время пролета луны в январе 2016 года. Взаимодействие Фобоса с солнечным ветром долгое время оставалась загадкой. Мы знаем, что Фобос должен взаимодействовать с этими частицами, но мы этого не фиксируем — почему? Почему Фобос так отличается от нашей Луны, когда они кажутся очень похожими?
Одним из предположений было то, что сам Mars Express отражает частицы солнечного ветра. Во время пролета 2008 года космический корабль переместил свою солнечную батарею и направил свои инструменты на Фобос — маневр, который мог повлиять на поведение окружающих частиц.
Фальшивые облеты
Чтобы подтвердить эту теорию, исследователи выполнили три беспрецедентные специальные операции, получившие название "фальшивые облеты". Используя точно такую же последовательность операций, маневры управления и настройки солнечной батареи, Mars Express пролетел в участке космоса, заполненном солнечным ветром, но без присутствия Фобоса, по сути, совершая стандартный облет — только без своей цели.
Собранные данные не выявили признаков того, что Mars Express производил или рассеивал какие-либо входящие частицы, что позволяет предположить, что Фобос действительно отражал обнаруженные частицы обратно в космос во время облетов в 2008 и 2016 годах.
Несмотря на это, отраженные частицы были замечены только в двух из более чем дюжины пролетов над Фобосом, и даже тогда сигналы носят спорадический и прерывистый характер. Это полностью отличается от того, что мы видим на Луне, другом теле, в котором отсутствуют как атмосфера, так и магнитное поле, и поэтому можно ожидать, что он будет вести себя аналогичным образом. Почему такая разница?
Ученые рассматривают ряд теорий, от процессов, которые могут происходить в разных пространственных или временных масштабах, чем те, которые были зафиксированы Mars Express, до возможного магнетизма на Фобосе, различий в составе поверхности Фобоса и Луны — и многое другое.
Различное поведение солнечного ветра на Фобосе и на Луне означает, что поверхности каждого из них развивались по-разному, что поднимает интригующие вопросы о том, чем система Марса отличается от нашей.
Как одна из трех лун внутренней Солнечной системы, Фобос представляет большой интерес для исследования космоса — прошлого, настоящего и будущего. От советской программы Фобос 1980-х годов до будущих миссий, таких как миссия Японского космического агентства (JAXA) по исследованию марсианских лун (MMX), запуск которой запланирован на середину 2020-х годов, было предпринято много целенаправленных попыток исследования происхождения, окружающей среды, поведение и эволюции самой большой луны Марса.
ESA сотрудничает с JAXA в миссии MMX, обеспечивая оборудование связи, поддержку в отслеживании и управлении космическими кораблями, а также возможности для ученых присоединиться к научной группе миссии. MMX будет характеризовать оба марсианских спутника, Фобос и Деймос, развернет ровер на поверхность Фобоса и вернет образец странной луны на Землю для анализа. Ключевая цель MMX — определить, являются ли спутники астероидами, захваченными гравитацией Марса, или обломками, остающимися на орбите после мощного удара по Марсу.
Помимо наших знаний о Фобосе и других скалистых или ледяных телах, обладающих сходной физикой, которую ESA планирует исследовать, от Меркурия до астероидов и галилеевых спутников Юпитера, понимание того, как заряженные частицы ведут себя в космосе, имеет решающее значение для исследования космоса.
Например, астронавты на Луне подвергаются воздействию солнечного ветра, что является ключевым фактором в предстоящих планах ESA по экспедициям человека в космос. Поверхностные взаимодействия на планетах и лунах также являются ключевым компонентом химии поверхности, возможно, включая то, как тела образуют и хранят воду.
