“毅力號(hào)”火星探測(cè)器于今年2月19日，在火星上順利著陸，目前已經(jīng)向地球傳回了上千張火星照片。與探測(cè)器一起降落的，還有一個(gè)“黑科技”，那就是一架重量?jī)H為1.8公斤的無人機(jī)。就在前幾天，“毅力號(hào)”釋放出了這架無人機(jī)，主要目的就是配合探測(cè)器更高效地確定行進(jìn)路線。
其實(shí)，人類整個(gè)航天史的進(jìn)程，都離不開使用空間探測(cè)器，來對(duì)地球和其它行星進(jìn)行觀測(cè)，除了地球和月球以外，對(duì)火星的探測(cè)活動(dòng)最為豐富。不過無論是火星的軌道探測(cè)還是地表探測(cè)，都帶有一定的局限性。
比如，軌道探測(cè)器雖然能夠拍攝到大范圍的火星照片，但是由于距離較短，圖像的分辨率不太高。而進(jìn)行地表探測(cè)的火星車，雖然能夠近距離拍攝到火星表面的圖像，但是受火星地形條件的制約，移動(dòng)能力和距離非常有限，很多區(qū)域火星車都無能為力。
基于這種情況，NASA研究人員創(chuàng)新性地實(shí)施了火星“無人機(jī)”計(jì)劃，通過在火星表面釋放無人機(jī)，既能滿足近距離觀測(cè)火星的需要，也能進(jìn)一步彌補(bǔ)火星車“視野”上的不足。研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)火星表面上的自然環(huán)境狀況，特別是幾乎沒有大氣層、重力很小、溫度較低等與地球表面的巨大差異，研制出了用特殊材料制成的輕便無人機(jī)，具有體積和質(zhì)量小、葉片細(xì)長(zhǎng)且厚實(shí)、轉(zhuǎn)速快、耐受性強(qiáng)等特點(diǎn)，有力保障無人機(jī)能夠在火星特殊的環(huán)境下起飛“探路”。
“毅力號(hào)”釋放出來的無人機(jī)，計(jì)劃于本月11號(hào)左右開始第一次火星飛行任務(wù)，這段時(shí)間主要是“曬太陽(yáng)”，一方面為無人機(jī)太陽(yáng)能電池充電，另一方面來提升無人機(jī)的整機(jī)溫度，確保在起飛后上面的各種電子元件能夠正常穩(wěn)定工作。釋放出無人機(jī)后，“毅力號(hào)”以無人機(jī)和火星表面為背景，拍攝了一些“特寫照”。令人驚奇的是，照片中遠(yuǎn)處的天空上，出現(xiàn)了一道似乎是“彩虹”的景象，而出現(xiàn)“彩虹”的原因，也讓科學(xué)家們?yōu)橹l(fā)生了爭(zhēng)論。
我們知道，地球上的天空中之所以會(huì)出現(xiàn)彩虹，主要原因就是空氣中含有較多的水汽，當(dāng)由不同的色光所組成的陽(yáng)光，在穿透這些高空中的微小水滴或者冰晶時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，而不同的色光折射率不同，由此造成折射后光線的行進(jìn)路線發(fā)生偏移，如同“三棱鏡”一樣，于是在背對(duì)著太陽(yáng)的空中，就會(huì)出現(xiàn)“彩虹”。彩虹的顏色深淺和寬度，與空氣中水汽含量的高低，也就是微小水滴的大小有直接關(guān)系，如果空氣中的微小水滴比較大，那么彩虹的顏色就越鮮艷，寬度相應(yīng)較窄。
由于火星表面非常干燥，地表呈現(xiàn)的是一片棕黃色，所以照片中的出現(xiàn)的“彩虹”，雖然顏色并不怎么鮮艷，但是與背景一對(duì)比，仍然顯得比較“亮眼”。之前，人們?cè)诨鹦巧习l(fā)射的眾多探測(cè)器，都沒有拍到情況，因此，火星表面出現(xiàn)的“彩虹”，引起了科學(xué)家們的濃厚興趣，并分別提出了幾種形成原因的猜測(cè)。
第一種是冰晶折射。火星的大氣密度很低，只有地球的1%左右，而且火星上也沒有豐富的水資源，所以空氣的濕度遠(yuǎn)沒有地球上的高。不過，在火星的赤道及附近區(qū)域，上方空氣受到陽(yáng)光照射的強(qiáng)度相對(duì)較大，因此吸熱和放熱現(xiàn)象要比其它區(qū)域明顯，從而推動(dòng)著火星表面為數(shù)不多水源，呈現(xiàn)周期性的蒸發(fā)和凝結(jié)現(xiàn)象，最終呈現(xiàn)出“水凝云”。而在赤道上空的大氣層中，由于溫度低于水的冰點(diǎn)，所以聚集起來的水汽將會(huì)以冰晶的形式體現(xiàn)，陽(yáng)光穿透這些冰晶時(shí)，有一定的幾率形成“彩虹”。
第二種是干冰折射。火星稀薄的大氣層中，占比最高的氣體物質(zhì)為二氧化碳，高達(dá)95%左右。由于火星高空的溫度很低，二氧化碳凝結(jié)成微小的干冰顆粒，然后附著在灰塵微粒上，當(dāng)在天氣晴朗的條件下，干冰晶體在特殊環(huán)境中所聚集的濃度達(dá)到一定程度，陽(yáng)光穿過干冰晶體，就會(huì)偶發(fā)性地出現(xiàn)“彩虹”。
第三種是鏡頭炫光。對(duì)于攝像設(shè)備來說，如果鏡頭直接對(duì)著強(qiáng)烈的光源，那么在某個(gè)角度下，一部分光束有可能未被有效過濾而直接穿過了鏡頭，從而形成“炫光”，產(chǎn)生類似“彩虹”的錯(cuò)覺。
以上三種觀點(diǎn)，似乎都各有道理，然而也都有解釋不通的地方，比如冰晶折射，按理說火星大氣層中那么低的水汽含量，根本不足以形成彩虹。再比如干冰折射，火星高空的干冰云層只能發(fā)生在大氣層的外緣，而從照片中可以看出，天空中也根本沒有什么高空云層。最后鏡頭炫光，“毅力號(hào)”前一段時(shí)間所拍攝的近千張照片中，在差不多同樣的角度、同樣的陽(yáng)光照射條件下，卻一次也沒有出現(xiàn)過“彩虹”的現(xiàn)象。
幾天后，“毅力號(hào)”無人機(jī)就將進(jìn)行第一次火星飛行，期間將收集和分析火星大氣層的詳細(xì)組成情況，屆時(shí)科學(xué)家們或許可以從中找出火星“彩虹”形成的原因。朋友們，你們認(rèn)為火星“彩虹”的形成原因是什么呢?
