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InSight detects gravity waves, low rumbles and devilish dust

美国国家航空航天局(NASA)的“火星洞察号”(Mars InSight)着陆器在火星赤道上一个布满鹅卵石的陨石坑里着陆一年多后,这颗锈迹生迹的红色星球现在正在展示它的气象秘密:引力波、表面旋转的“尘暴”,以及稳定的低次声隆隆声,康奈尔大学(Cornell)和其他研究人员发现。

圆顶的风和隔热板覆盖了NASA InSight着陆器的地震仪。

“这是我们正在探索的全新领域,”唐·班菲尔德87年说,他是“洞察号”上辅助载荷传感器套件(APSS)的主要研究科学家和科学带头人。

康奈尔领导的这项研究发表在2月24日的《自然地球科学》杂志上。

当其他科学家在研究固定的火星着陆器探索火星表面下的东西时,APSS团队一直在跟踪上面的气象情况。

“洞察号”于2018年11月18日在霍姆斯泰德山谷着陆。2月21日(周五)的最高温度为华氏9度,最低温度为华氏-139度,强劲的西风吹至每小时53英里。(点击这里查看最新的火星天气。)

班菲尔德说,火星经历了强烈的每日压力和温度波动,“比地球更强烈”。“大气层很薄,它升温和降温的速度比地球上要快得多。”

着陆一个月后,“洞察号”遭遇了一场大沙尘暴,这是火星上周期性的全球性事件,会极大地改变火星的天气和气候。科学家们还注意到,受极地冰帽中二氧化碳季节性冻结和融化的影响,风向每天都在变化。

这艘飞船有一个用来探测火星地震的地震仪;测量风和气压的传感器;测量地球磁力的磁力仪;还有一个用来测量地球温度的探测器。

班菲尔德和气象团队惊讶地发现,他们的传感器探测到了重力波,这是空气包裹的浮力振荡。这样的波浪在地球上可以产生线性的滚动的“牵牛花”云——白色的,蓬松的云,看起来像高高的果冻卷。班菲尔德说:“我们仍在研究这些波能告诉我们什么关于火星的知识。”

班菲尔德和他的同事们注意到“次声”——着陆器传感器发现的低于10赫兹的压力振荡。它是一种比人耳所能探测到的低的隆隆声。

美国宇航局“洞察号”着陆器将机械臂伸入火星尘土飞扬的土壤中。

“我们原以为次声会存在,但这是第一次直接测量,”班菲尔德说。“究竟是什么导致了我们听到的这些信号,这仍然是个谜,但我们将继续研究。”

在火星的白天,APSS小组发现了对流涡旋,也就是俗称的“尘暴”——一种由地表附近的风切变和对流引起的小旋风,形成小龙卷风。地球上也有尘暴,它们是由灰尘,有时甚至是雪形成的。班菲尔德说,这可能是火星持续多尘的原因。

班菲尔德说:“我们已经看到了数千个尘暴的压力特征,我们试图在一天中的适当时间拍摄照片。”“我们绝对没有拍到任何尘暴。其他着陆器更容易捕捉到尘暴的图像,所以令人惊讶的是,我们甚至还没有捕捉到尘暴的图像。”

除了班菲尔德,法国索邦大学(Sorbonne University)的艾默里克·斯皮加(Aymeric Spiga)参与领导了“洞察号观察到的火星大气”的研究,并由数十名科学家执笔。

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