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“天問一號”助力“火星日凌”研究(新知)

“火星日凌”是指地球、火星運行至太陽兩側(cè)且三者近乎處于一條直線的自然現(xiàn)象。2021年9月下旬至10月中旬，執(zhí)行我國首次火星探測任務(wù)的“天問一號”經(jīng)歷了第一次“火星日凌”，與地球的通信受到太陽電磁輻射的干擾，出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至中斷，一個月“不在服務(wù)區(qū)”。

正是在“火星日凌”期間，“天問一號”環(huán)繞器和歐空局“火星快車”軌道器任務(wù)團隊，通過兩個探測器定期向地球發(fā)射無線電信號，多國科學家利用國內(nèi)外10多個射電望遠鏡，對兩個探測器的信號受太陽影響情況進行了觀測，獲取大量數(shù)據(jù)。

通過對這些數(shù)據(jù)進行深入分析，中國科學院上海天文臺、中國科學院國家空間科學中心、北京大學地球與空間科學學院、中國科學院國家天文臺、澳大利亞塔斯馬尼亞大學和歐洲甚長基線干涉測量研究所等中外科研機構(gòu)聯(lián)合進行的“火星日凌”研究，近期獲得重要成果，相關(guān)研究論文已發(fā)表在國際專業(yè)期刊《天體物理學快報》上。

據(jù)論文通訊作者、中國科學院上海天文臺青年研究員馬茂莉介紹，2021年10月9日，當火星投影點(火星在太陽附近的投影)距離日心2.6Rs(太陽半徑)時，研究人員發(fā)現(xiàn)，6個觀測站接收到“天問一號”環(huán)繞器與“火星快車”軌道器的無線電信號頻率，出現(xiàn)了最強±20Hz、時間長達10分鐘的擾動。

通過對擾動信號的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)，無線電信號在穿越臨日空間時，該區(qū)域的電子總含量發(fā)生了上千個TECU(總電子數(shù)單位，1TECU=1016個電子/平方米)的變化。

經(jīng)過與大角度分光日冕儀在同一時期獲取的光學遙感觀測數(shù)據(jù)對比后發(fā)現(xiàn)，此次的電子總含量變化是由于日冕物質(zhì)拋射(CME)現(xiàn)象引起的。CME現(xiàn)象是太陽最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象之一，可快速拋射大量攜帶有磁場的等離子體。

同時，在火星投影點附近更小的空間尺度范圍內(nèi)，觀測到因CME與冕流相互作用引起的冕流波。冕流波是一種大尺度日冕波動現(xiàn)象，被稱為“太陽上空飄揚的彩帶”，反映了磁場對太陽風等離子體運動的約束情況。

本次觀測，還在CME離去時探測到了初生高速太陽風流。業(yè)內(nèi)專家認為，這次中外聯(lián)合成功進行“火星日凌”研究，得益于“天問一號”“火星快車”探測器射電遙感觀測方法的高靈敏度，以及多站聯(lián)合觀測具有的高時間分辨率、高空間分辨率優(yōu)勢。利用這一方法，今后可對原位探測器無法進入的臨日空間和光學手段無法識別的小尺度快速變化現(xiàn)象進行觀測，有助于研究人員更加細致地研究臨日空間環(huán)境及其對深空通信的影響。(人民日報 張建松 胡 喆)

標簽： 時間分辨率 任務(wù)團隊 火星快車 火星日凌 天問一號