"Mars dömda måne": varför ett nytt uppdrag skickas till Phobos

Hur upptäcktes Phobos?

I början av 1600-talet föreslog den tyske astronomen Johannes Kepler att Mars kunde

det finns två månar.Forskarens teori baserades på det faktum att den röda planeten ligger mellan jorden och Jupiter. På den tiden var det känt att vår planet har en satellit och Jupiter har fyra. Endast Europa, Ganymedes, Callisto och Io var tillgängliga för observation. Från och med 2019 är 79 Jupiters satelliter redan kända. Dessutom har gasjätten ett eget ringsystem.

Så, trots den teori som Mars harborde ha sina egna månar, som sina grannar, kunde inga bevis för deras existens hittas. Ändå genomförde den amerikanska astronomen Asaf Hall en metodstudie vid United States Naval Observatory i Washington, DC. Han letade efter satelliter närmare planeten än tidigare upptäcktsresande. Men hans sökning misslyckades.

Den besvikna Hall var på väg att ge upp, men hanfru Angelina insisterade på att hon skulle fortsätta observationerna. Redan nästa natt, den 12 augusti 1877, upptäckte han månen som senare skulle bli känd som Deimos. Sex dagar senare upptäckte han Phobos. De två månarna var så nära planeten att de gömdes av Mars sken. Ungefär lika stora som en asteroid, de är också de två minsta månarna i solsystemet. Dessutom är den större Phobos 7,24 gånger mer massiv än Deimos.

Vad gör honom intressant?

I grekisk mytologi var Phobos en av sönernakrigsguden Ares (Mars - på romerska), hans brors namn var Deimos. Tvilling söner följde sin far i strider. Deimos betyder "terror" eller "panik" (särskilt i samband med flykt från slagfältet), och Phobos betyder "rädsla" (därav ordet "fobi").

Phobos har en nästan cirkulär ekvatorial bana.Den roterar var 7:e timme och 39:e minut på en höjd av 5 989 km över Mars yta. Omloppsperioden för Phobos är tre gånger snabbare än Mars rotation. Satelliten är för lätt för gravitationen, så dess form är inte sfärisk. Det hela är täckt av gupp och kratrar.

Den dominerande egenskapen hos Phobos är den stora nedslagskratern Stickney, cirka 9,5 km i diameter. Den är uppkallad efter Asaph Halls hustrus flicknamn. 

En bild av sidan av Phobos som vetter mot Mars. Upphovsman: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum), CC BY-SA IGO 3.0.

Förresten, flera studier av Phobos och dess satellit har avslöjat inte bara deras bisarra icke-sfäriska former.

Efter att ha observerat detta par månar kom forskaretill slutsatsen att de är gjorda av ett material som liknar typ I eller typ II kolkondriter. Det är av det som asteroider och dvärgplaneter är sammansatta. Så småningom drog vissa forskare slutsatsen att Phobos och Deimos härstammar från asteroidbältet när Jupiters tyngdkraft drev dem in i Mars-banan för miljarder år sedan.

Astronomer är dock inte säkra exakt därifrånmånarna på Mars dök upp. Båda har nästan cirkulära banor, vilket är mycket ovanligt för föremål som fångas av planetens gravitation. Dessutom är dessa månar inte lika täta som föremål i asteroidbältet.

Fobos och Deimos kan ha bildats av damm och stenar från Mars bana, sammanfogade av tyngdkraften.

Phobos omloppsbana minskar med 1,8 cmper år. Inom 50 till 100 miljoner år kommer månen antingen att kollidera med sin moderplanet eller slitas sönder och sprids i en ring runt Mars. Phobos dystra framtid har gett den smeknamnet "den dödsdömda månen på Mars."

Hur studerades Phobos tidigare?

Med mer och mer forskning kunde forskarnalär dig mer om månarna som kretsar kring Mars. Vikingabanor flög förbi dem i slutet av 1970-talet. Det sovjetiska Phobos 2-uppdraget, NASA:s Mars Global Surveyor-program och Europas Mars Express har alla gett fler ledtrådar om de två nyfikna månarna. Spirit, Opportunity och Curiosity-uppdragen gav bilder av satelliter från Mars yta. 

NASA Mars Reconnaissance OrbiterOrbiter fångade denna bild av den större av Mars två månar, Phobos, från cirka 6 800 kilometer bort. Bild: © NASA / JPL / University of Arizona

2011 försökte Ryssland skicka ett uppdrag tillen Mars-satellit som heter Phobos-Grunt som skulle återvända till jorden 2014 med ett litet urval av månen. Rymdfarkosten förblev dock i låg jordbana på grund av tekniska problem. Som ett resultat föll satelliten till jorden i början av 2012 i Stilla havet.

Varför behöver du ett nytt uppdrag?

Quentin Nénon från Laboratorietof Space Sciences vid University of California, Berkeley, och hans kollegor tror att de övre skikten av regoliten som täcker Marsmånen Phobos kunde ha ackumulerat joner av syre, argon, kol och kväve, som under loppet av miljarder år lämnade Mars atmosfär.

För att nå denna slutsats, Nenons teamanalyserade data från NASAs MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutionN) rymdfarkost. MAVEN har samlat in data från Mars omloppsbana i mer än sex år för att hjälpa forskare att ta reda på hur planeten förlorade sin atmosfär och tillhandahålla andra viktiga vetenskapliga data om utvecklingen av planetens klimat. Eftersom rymdfarkosten korsade Phobos omloppsbana ungefär fem gånger per jorddag när den cirklade runt Mars på sitt primära uppdrag, bestämde sig forskare för att använda MAVENs mätningar för att lära sig något om Phobos. Dessutom är detta målet för det nya kommande uppdraget som planeras i Japan. 

Visualiseringen visar förändringen i banan för rymdskeppet MAVEN under dess huvudsakliga uppdrag.
Kredit: NASA

Japan Aerospace Exploration Agencyförbereder sig för att skicka sonden Martian Moons Exploration (MMX) till Phobos 2024 för att samla prover från dess yta för första gången och leverera dem till jorden. Forskare tror att dessa prover kommer att vara mest informativa om MMX landar på den sida av Phobos som vetter mot Mars. Under åtminstone de senaste tio miljoner åren har Phobos varit i ett tillstånd av spin-orbital resonans, det vill säga att den alltid vetter mot Mars med en av sina halvklot. Därför föll gasjoner från Mars-atmosfären hela tiden på samma sida av Phobos.

För att uppskatta deras möjliga antal,Forskarna analyserade data som samlats in av Super-Hot and Hot Ion Composition Analyzer (STATIC) ombord på MAVEN orbiter. De fann att det översta lagret av ytan på den sida av Phobos som är närmast Mars exponeras för 20 till 100 gånger fler marsjoner än dess motsatta sida. 

Japan Aerospace Agency (JAXA) förbereder sigMartian Moons utforskningsuppdrag (forskning av Mars-satelliter, MMX). Naturligtvis kommer uppdraget att fokusera på marsmånar. Rymdfarkosten kommer att utföra närbildsfjärranalys och observationer på plats av båda månarna och samla in prover från den ena för att återvända till jorden. Uppdraget är planerat att observera två av Mars månar, Phobos och Deimos, och återvända till jorden med ett prov taget från en av dessa månar. 

MMX-uppdrag syftar till att starta en sond i början2020-talet och forskning och utveckling pågår. Det beräknade lanseringsdatumet är 2024. Sonden kommer in i kvasi-satellitbana (QSO) av marsmånarna och sedan observera och samla prover. Ett möjligt scenario för att sonden ska återvända till jorden med dess prover efter att sonden avslutat sina observationer och insamling studeras nu.

Det hoppas att denna forskning och utvecklingkommer att leda till framsteg inom teknik som krävs för framtida planet- och månsonder, optimal kommunikationsteknik med nya marksondstationer, avancerad samplingsteknik från astronomiska föremåls yta och tekniker för resor mellan Mars och jorden.

Uppdraget kommer också att hjälpa till att räkna ut Mars utvecklingsprocess och få en nyckel till att förstå hemligheterna för planetbildning i denna region i solsystemet.

Dessutom överväger NASAPhobos Surveyor-uppdraget, där små sonder kommer att skickas till månytan. Uppdraget finansieras av NASA: s Innovative Advanced Concepts Program, NASAs Institute for Advanced Concepts. Det är utformat för att utveckla långtgående, långsiktiga, banbrytande och helt nya flygkoncept.

Läs mer

Titta på en bild på 8 biljoner pixlar av Mars

Forskare har utvecklat en ersättning för relativitetsteorin. Vad är kärnan i "alltingsteorin"?

Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda