NASA的MAVEN計劃通過在火星上做無線電干擾實驗來類比理解地球上無線電干擾。

NASA的MAVEN（即火星大氣及揮發物演化）航天器在火星大氣層上部的帶電部分（即電離層）中發現了“分層”和“裂隙”。這個現象在地球上非常普遍，並且引起了無線電通訊的不穩定（不可預知的中斷）。然而，因為這些分層和裂隙形成於海拔過高的高空，我們很難完全探知它們的活動，以及它們是如何對無線電通訊造成影響的。MAVEN航天器的出人意料的發現表明，若要勘測和更好地了解地球上的無線電干擾現象，火星無疑是一個獨一無二的實驗室。

“地球上空的層距離我們非常的近。雖然它們能夠被任何人用無線電探測到，但它們依舊非常神祕”Glyn Collinson就職於位於美國馬里蘭州的Greenbelt的NASA的Goddard 太空飛行中心，他是一項將於2月3日發表於《自然天文學》上的研究的主要作者，“實際上，理解這些層的最好辦法，是發射一顆到火星的軌道距離為三億米的衛星。”

如果你在收聽電臺時，出現過被幹擾，或者被另一個電臺取代的情況，很程度上的罪魁禍首是位於空氣中上片區域最大的部分（“電離層”）中帶電的氣體層（“等離子體”）。由於這些層是突然形成的，並且已經持續了幾個小時，他們在空氣中就像巨大的鏡子一樣，使得本來距離很遠的無線電訊號在地平線上反彈，從而打亂本地的無線電訊號傳播。這樣的現象就好像兩個人在試圖交談一樣！這些層的存在也會干擾飛機和船隻的無線電交流，並阻礙軍事雷達。

該圖顯示了在被電離層中的等離子體層干擾後，來自遠處的站點（彎曲的紫線）對於本地站點（黑色的塔）的干擾。

在地球上，離地表高度約為60英里（約100千米）的大氣層處存在一個流層，這裡的空氣過於稀薄，不適宜飛機飛行；同時對於人造衛星來說，空氣又過於稠密。到達這裡的唯一途徑就是使用火箭，但這些發射的火箭在墜落回地表前，只能在此處停留幾十分鐘。“80年前我們就已經知道它們的存在，但我們卻幾乎不知道在它們內部發生著什麼，因為沒有能飛的如此低的人造衛星能到達這一流層區域，”Collinson如此說，“至少地球上沒有這樣的航天器。”

但在火星，譬如MAVEN一樣的航天器就可以在低軌道航行，並且可以直接取樣表徵它們的特性。MAVEN攜載著數個可以測量火星外圍大氣空間等離子體的科學儀器。當等離子體穿過火星電離層時，其中一種測量儀器可以探測到等離子體數目的急速減少。前任NASA飛行中心負責MAVEN計劃的科學家Joe Grebowsky，通過他先前的地球大氣層內的火箭飛行經驗，可以立刻辨識出這種波動。不但MAVEN發現了地球以外的行星上存在這種流層，新結果也揭示了火星提供了一個地球上飛行器無法到達並探索的流層。

圖片展示了MAVEN航天器遭遇火星的等離子流層的情況。NASA Goddard/CI lab供圖

“MAVEN可觀測的低空高度可以極大填充我們對於地球和火星上這一區域認知的空白，一些極富意義的發現正留待人們探索。“文章的一位合作作者Grebowsky這樣說道。

Maven的觀測已經顛覆了許多現有觀點:Maven已發現，那些地層也有一個映象相反的“裂縫”，那裡的等離子體並沒有那麼豐富。 MAVEN在火星上發現的“裂縫”，在此之前，自然界中對這種“裂縫”的存在是完全未知的，並且推翻了現有的科學模型，這些模型均無法形成。 此外，地球上的層是短暫和不可預測的，火星的層令人驚訝地長壽和持久。

這些新的發現已經讓我們更好地理解了這些層形成的基本原理，未來在火星上的探索將使我們能夠建立更好的科學模型來研究它們是如何形成的。雖然，這些“裂縫”就像天氣一樣，我們無法阻止它們的形成，但也許在某一天，這些來自火星的新發現可能會幫助我們預測地球上的它們，這對於我們所有人來說意味著可以獲得更可靠的無線電通訊技術。

這項研究是由MAVEN官方資助的。MAVEN的首席研究員設在科羅拉多大學的大氣和空間物理實驗室，美國宇航局位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心負責管理MAVEN專案。合作機構包括洛克希德·馬丁公司、加州大學伯克利分校和美國宇航局噴氣推進實驗室。

美國宇航局正在探索我們的太陽系和更遠的地方，用我們強大的太空和陸地艦隊，揭開世界、恆星、近處和遠方的宇宙之謎。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Glyn Collinson-恆藍雅雪，王利發,PUNkfLoYDDDDDDDDD,JF