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MAVEN

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关于“maven”的其它含义，请参看Maven。
火星大气与挥发物演化任务
MAVEN

所属组织美国国家航空航天局
主制造商洛克希德马丁太空系统（英语：Lockheed Martin Space Systems），
科罗拉多大学博尔德分校，
柏克莱加州大学，
戈达德太空飞行中心
任务类型轨道卫星
环绕对象火星
发射时间2013年11月18日
18时28分 UTC
— — —
当期发射窗口
2013年11月18日～
2013年12月7日
发射手段擎天神五号运载火箭
任务时长最初原定1年
目前已运作11年零27日
COSPAR ID2013-063A
SATCAT no.39378
官方网站NASA MAVEN
功耗1,135 watts[1]
轨道参数
倾角75º
远拱点6,200 km（3,900 mi）
近拱点150 km（93 mi）
周期4.5小时

火星大气与挥发物演化任务（Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission）简称MAVEN，是美国国家航空航天局的火星探测器，于2014年9月22日进入火星轨道。MAVEN的目的是研究火星大气，以及是什么原因让火星大气变得如此稀薄与干燥。[2][3]

MAVEN于2013年11月19日由擎天神五号运载火箭发射。点燃火箭第二节之后停泊在近地轨道27分钟，接着再次点燃火箭第二节五分钟，MAVEN便进入火星转移轨道。

MAVEN于2014年9月22日进入火星轨道，并调整成椭圆形的工作轨道－－最近距离火星150公里，最远则达6300公里，以从不同的角度观察火星大气。[4][5][6]

MAVEN的主研究员是科罗拉多大学博尔德分校大气与太空物理实验室（英语：Laboratory for Atmospheric and Space Physics）的布鲁斯·贾科斯基。

任务概观

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MAVEN - Atlas V 火箭点火 (2013年11月18日).

2008年9月15日，NASA宣布由众多提案中选择MAVEN作为火星侦察兵计划于2013年发射的部分。[7][8]

在2013年8月2日，MAVEN太空船抵达佛罗里达州肯尼迪航天中心，开始发射准备。.[9]MAVEN计划于2013年11月18日以改进型一次性运载火箭（英语：Evolved Expendable Launch Vehicle）发射。[10]于2014年9月进入环绕火星的椭圆轨道，和印度的火星轨道探测器有大致相同的时程。此任务花费6.71亿美元。[11][12] [13]

目标

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科学家们怀疑，数百万年来，随着行星核心冷却和磁场衰减，火星失去了 99% 的大气层，从而使太阳风能够吹走大气层曾经包含的大部分水和挥发性化合物。MAVEN 的目标是确定大气气体流失到太空的历史，提供有关火星气候演变的答案。通过测量大气目前逃逸到太空的速度并收集相关过程的足够信息，科学家将能够推断出地球大气如何随时间演变。[14]

MAVEN有四个主要科学目标：

  1. 了解从大气逃逸至太空的挥发物于大气演化所扮演的角色，进而了解火星大气、气候、液态水和行星适居性的历史。
  2. 了解当今上层大气与电离层的状态，还有与太阳风的交互作用。
  3. 了解当今中性粒子与离子从大气逃逸的状况与相关机制。
  4. 测得大气中稳定同位素的比例，以了解大气随时间流失的情况。[15]

MAVEN的测量亦可验证当今对于火星大气甲烷形成的理论模型。[16]

硬件概观

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MAVEN轨道卫星的设计是以火星奥德赛号和火星勘察卫星为基础。

科学仪器

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MAVEN将研究火星的上层大气和与太阳风的交互作用。搭载的仪器将测量大气气体、上层大气、太阳风和电离层。[17] 由科罗拉多大学博尔德分校、柏克莱加州大学与戈达德太空飞行中心分别制造将搭载的仪器套件。

仪器套件包括：

  • 粒子与场（Particles and Field，P&F）组件
    • 太阳风电子分析仪－测量太阳风与电离层电子
    • 太阳风离子分析仪－测量太阳风与磁层鞘离子密度与速度
    • 超热与热离子组成－测量热离子与中等能量逃逸离子
    • 太阳高能粒子－了解太阳高能粒子撞击上层大气的情况
    • Lagmuir探针与波－了解电离层特性、逃逸离子的波加热和极紫外光的照射量
    • 磁力仪－测量行星际太阳风与电离层磁场
  • 遥测（Remote Sensing，RS）组件
    • 紫外光光谱成像（Imaging Ultraviolet Spectrometer，IUVS）－测量全球上层大气与电离层的特性
  • 中性气体与离子质谱仪（Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer，NGIMS）－测量中性气体与离子的组成与同位素

成果

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火星水分通过蒸发进入稀薄的大气层中。在那里太阳风可以将水分子分解成氢和氧。氢作为最轻的元素，会上升到火星大气层的最高水平，并被剥离到太空中，永远消失在火星上。这种损失被认为是以恒定的速度进行的，但 MAVEN 对火星大气氢在整个火星年（几乎两个地球年）的观察表明，在火星轨道近日点，逃逸率最高，并达远日点10倍。2015 年 11 月 5 日，NASA宣布来自 MAVEN 的数据显示，太阳风暴期间火星大气的逃逸程度显著增加。大气层向太空的流失可能使火星转变为今天看到的寒冷、干旱的行星。[18]

参考文献

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  1. ^ 'MAVEN' Mission PowerPoint (PDF). [2014-09-26]. （原始内容存档 (PDF)于2015-03-06）. 
  2. ^ Chang, Kenneth. Probe May Help Solve Riddle of Mars’s Missing Air. New York Times. November 15, 2013 [November 15, 2013]. （原始内容存档于2014-11-29）. 
  3. ^ New NASA Missions to Investigate How Mars Turned Hostile （页面存档备份，存于互联网档案馆）. By Bill Steigerwald (18 November 2012)
  4. ^ Hansen, Izumi; Zubritsky, Elizabeth. NASA Mars Spacecraft Ready for Sept. 21 Orbit Insertion. NASA. September 17, 2014 [September 17, 2014]. （原始内容存档于2020-09-22）. 
  5. ^ NASA's MAVEN Spacecraft Makes Final Preparations For Mars. [2014-09-21]. （原始内容存档于2020-05-11）. 
  6. ^ Mars Maven mission arrives in orbit. BBC. 2014-09-22 [2014-09-22]. （原始内容存档于2020-11-11）. 
  7. ^ NASA Selects 'MAVEN' Mission to Study Mars Atmosphere. [2010-07-14]. （原始内容存档于2009-06-19）. 
  8. ^ Thumbs Up Given for 2013 NASA Mars Orbiter. October 5, 2010 [October 8, 2010]. （原始内容存档于2012-01-17）. 
  9. ^ NASA Begins Launch Preparations for Next Mars Mission. NASA. August 5, 2013 [August 6, 2013]. （原始内容存档于2016-06-04）. 
  10. ^ NASA Awards Launch Services Contract for MAVEN Mission. SpaceRef. [October 21, 2010]. [失效链接]
  11. ^ Vergano, Dan. With NASA Probe's Arrival, International Mars Invasion Gets Under Way. National Geographic Magazine. 19 September 2014 [24 September 2014]. （原始内容存档于2018-07-20）. 
  12. ^ NASA’s Maven Craft Beats India’s Mangalyaan in Space Race to Mars. WSJ. [22 September 2014]. （原始内容存档于2020-08-04）. 
  13. ^ India Satellite Mangalyaan Reaches Mars Orbit on First Try. Wall Street Journal. [24 September 2014]. （原始内容存档于2020-08-12）. 
  14. ^ Administrator, NASA. MAVEN Mission to Investigate How Sun Steals Martian Atmosphere. NASA. 2013-06-07 [2022-06-27]. （原始内容存档于2022-03-18） （英语）. 
  15. ^ MAVEN fact sheet (PDF). [2010-07-14]. （原始内容 (PDF)存档于2008-12-19）. 
  16. ^ Mars Methane Questions Answered. Science Channel. [2009-11-14]. （原始内容存档于2012-02-29）. 
  17. ^ CU chosen for $485M Mars exploration project. [2017-08-01]. （原始内容存档于2008-10-11）. 
  18. ^ Northon, Karen. NASA Mission Reveals Speed of Solar Wind Stripping Martian Atmosphere. NASA. 2015-11-05 [2022-06-27]. （原始内容存档于2022-03-31） （英语）. 

外部链接

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参见

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