火星大气与挥发演化探测器

火星大气与挥发演化探测器，耗资6.7亿美元，旨在调查火星的上层大气，帮助了解火星大气层的气体逃逸对火星气候与环境演变所产生的影响，这也是美国发射的首个专门执行这一使命的探测器。火星大气与挥发演化探测器，于2013年11月18日13时28分在卡纳维拉尔角空军基地成功发射。并于2014年9月21日22时25分成功进入火星环绕轨道。

1、简介

“火星大气与挥发分演化探测器”(MAVEN)俗称“马文号”，是美国宇航局第一艘专门研究火星上层大气的探测器，寻找火星失去大部分大气的原因。2013年11月19日发射，2014年9月22日进入环火星轨道。目前已在火星轨道工作一年多，在火星北半球发现了紫外线极光，并在上层大气探测到神秘尘埃云。

2、探测背景

科学家认为，远古火星曾拥有浓厚的大气层，且表面存在大量液态水。但随着时间的推移，火星大气层中的大部分气体逃逸到太空中，表面的液态水也逐渐消失，火星从可能适合微生物生存的行星，最终变成了今天寒冷而荒凉的沙漠世界。

MAVEN项目首席科学家，美国科罗拉多大学波尔多分校大气与空间物理实验室（LASP）的行星科学家布鲁斯·亚科斯基。他表示：“MAVEN的主要科学任务是回答这样一个问题：火星过去曾经存在的液态水现在都到哪里去了？对于理解火星的历史，气候及其支持微生物生存环境方面，这都是一个关键性的问题。”

3、任务

火星大气和挥发物演化探测器的任务目的在于调查火星稀薄大气，其中包括火星大气的失踪之谜，科学家此前发现火星本来拥有一个厚厚的大气，但随着时间的流逝，高层大气出现了逃逸，经过数亿年的演化，火星大气变得非常稀薄。此前的火星任务都没有对火星大气进行详细的调查，因此火星大气和挥发物演化探测器是第一艘执行该任务的人造航天器。

4、探测器设计

火星大气与挥发演化探测器由洛克希德·马丁公司建造和测试，其设计基于此前的火星勘测轨道飞行器以及奥德赛号探测器。探测器本体尺寸2.3×2.3×2米，有两个太阳能帆板，末端是磁强计，总长度11.4米。JPL提供了无线电通讯中继包，其数据转发速率高达10Mbit/s。但其大椭圆轨道将限制其为地面上火星车提供中继服务的能力。

5、成功发射

美国东部时间2013年11月18日13时28分（北京时间2013年11月19日2时28分），美国“火星大气与挥发演化”(MAVEN)探测器搭乘“宇宙神V型”火箭，从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地顺利升空，踏上10个月的飞往火星之旅，2014年9月22日到达火星，预计比印度火星探测器早到达两天。

6、最新发现

2017年10月23日，据美国国家航空航天局(NASA)官网消息，NASA的“火星大气与挥发演化探测器”(MAVEN)最新探测发现，火星拥有“隐形”的磁场尾巴(磁尾)，且与太阳风相互作用而发生了扭曲。

MAVEN于2014年11月开始执行任务，是首个专门探测火星上层大气的探测器，它的首要目标是回答一个问题：红色星球是如何失去部分大气和水，从数十亿年前可能适合生命生长的地方，变成如今这个冰冷且不宜居的模样。此次新研究表明，在火星上制造出磁尾的这一过程——磁重联，可能也是造成火星本已稀薄的大气逃逸到太空的“幕后黑手”。

MAVEN项目科学家、戈达德太空飞行中心的吉娜·迪布拉西奥表示：“我们发现，火星的磁尾在太阳系中独一无二。它与在金星上发现的磁尾不同，金星本身没有磁场；也与拥有活跃磁场的地球的磁尾不同，而是这两者的混合体。”

科学家们基于太阳风携带的磁场方向对火星磁尾方向进行了预测。迪布拉西奥解释称：“我们的模型表明，磁重联将导致火星磁尾扭转45°，而MAVEN探测器提供的数据证实了这一点。”

火星在数十亿年前失去了它的全球磁场，仅残存一些“化石”磁场，位于表面的某些区域。太阳风是从太阳上层大气射出的超声等离子体带电粒子流，新研究显示，当太阳风携带的来自太阳的磁场加入火星表面的磁场时，如果太阳风的磁场碰巧与火星表面的磁场方向相反，磁重联过程就会发生，火星的磁尾形成。而且，磁重联过程会释放出能量，促使火星大气跑入太空中。

磁场不可见，但它的方向和强度可通过MAVEN上的磁力仪测量出来。研究人员计划下一步收集MAVEN上其他设备的数据，以证实磁重联对火星大气的失去有影响并确定影响有多大。他们也打算在未来几年收集更多磁力仪数据，厘清火星表面磁场对磁尾会产生何种影响。迪布拉西奥说：“火星真的很复杂，但与此同时，它也非常有趣。”