火星卫星|火星上的湖泊去哪儿了？( 二 )_火星大气|湖泊|火星一号|太阳

图3：MAVEN、EscaPADE卫星探测轨道示意图
【火星卫星|火星上的湖泊去哪儿了？】Credit：NASA
另外，单颗卫星在环绕火星的过程中也无法同时检测太阳风和火星磁层的变化——当探测器位于太阳风中时，便失去了磁层离子的信息；而当飞船进入磁层，则无法监控太阳风的变化，也就无法呈现火星磁层对太阳风参数变化的实时响应，所以，为了弥补单颗卫星的探测局限， NASA计划于2024年开展“逃逸与等离子体加速及动理学探索者”（The Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers）双卫星火星探测任务，简称“逃逸探索者”（EscaPADE）。
这将是NASA继1969年之后的第二次火星“双卫星”探测任务，也将是世界首个对火星空间环境开展长期环火探测的双卫星任务。 “逃逸探索者”的主要科学目标包括：进一步理解火星磁层的主要控制因素及这些驱动源对磁层离子流的影响；进一步理解太阳风向火星磁层的能量、动量传输过程；进一步理解火星大气层逃逸/沉降粒子的能量、物质交换过程。
如果说的更直观一点， “EscaPADE”计划通过两颗卫星在火星磁层内、外的同步探测，建立太阳风、太阳辐射的能量注入与火星离子逃逸速率之间的量化关系，尝试性地探索太阳平静期和太阳风暴期间火星大气中的水、二氧化碳逃逸损失的具体数额和物理机制，最终，将当前的观测结果用于反演过去40余亿年间“青少年”太阳对火星离子乃至全球水冰、大气逃逸的演化过程。
“EscaPADE任务”单个探测器重量小于90公斤，轨道近火点200公里、远火点根据任务不同阶段依次为7000公里和5660~8685公里，卫星轨道周期约4~6个小时。

图4：“EscaPADE”双卫星探测计划
Credit：Lilis et al. 2020
为了克服之前单颗卫星无法多点同时探测的不足， “EscaPADE”两颗卫星预计将开展两种飞行模式：
同轨道一前一后的“双星伴飞”；
两轨道高差约3000公里的“高低搭配” 。
“双星伴飞”模式既能同时观测空间尺度小于卫星间隔的磁层动力学过程，也可以在同一位置获取两颗卫星依次跨越的短时间尺度信息，因此这一模式可有效区分观测现象的空间分布和时间演化。而另一种模式：“高低搭配”的飞行模式则能够使两颗探测器分别位于火星上游太阳风和磁层、电离层获取同时段观测数据，获取近火空间环境对太阳风条件变化的实时响应。

火星卫星|火星上的湖泊去哪儿了？( 二 )

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