2018年11月，美國國家航空航天局(NASA)利用地震勘測、大地測量和熱傳輸(洞察號)著陸器在火星上著陸，開始了為期兩年的火星地震學和內部環境研究的主要任務。現在，僅僅一年半之後，著陸器在火星表面的頭十二個月的結果已經在一系列的研究中公佈了。

其中一項研究公佈了一些關於火星磁場的相當有趣的發現。據“洞察號”背後的研究小組稱，“洞察號”著陸的隕石坑內的磁場強度是預期的十倍。這些發現可以幫助科學家解決火星形成和隨後演化的關鍵謎題。

這些資料是由洞察號的磁感測器獲得的，該感測器研究了任務著陸區域內的磁場。這個淺坑被稱為“霍姆斯泰德山谷”，位於赤道以北平坦平坦的平原——極樂世界。之所以選擇這個區域，是因為它的平面拓撲結構、低海拔和低岩石碎片的最佳環境組合，使洞察號能夠深入探測火星的內部。

在這次任務之前，火星磁場的最佳估計數來自軌道衛星，平均距離超過150公里，難免有所誤差。英國哥倫比亞大學地球、海洋和大氣科學教授、行星科學研究所(PSI)高階科學家凱瑟琳·約翰遜說:“以前的衛星任務中最大的未知數是小區域的磁化情況。通過在火星表面放置第一個磁感測器，我們獲得了關於火星內部結構和上層大氣的有價值的新線索，這將幫助我們了解它——以及其他類似的行星——是如何形成的。”“而地面資料為我們提供了一幅更敏感的影象，顯示了更小區域的磁化，以及磁化來自哪裡。除了顯示著陸點的磁場比衛星預計的強十倍之外，資料還表明磁場來自附近的來源。”

測量火星上的磁場是了解全球磁場的性質和強度的關鍵。火星在數十億年前就有磁層，這個磁層的存在是由行星表面磁化的岩石的存在推斷出來的，這導致了局部的和相對較弱的磁場。根據收集的資料通過MAVEN和其他任務,科學家預測,大約42億年前,這個磁場突然“關掉”。這導致太陽風慢慢剝離火星大氣在未來的幾百萬年,這是導致火星表面變得乾燥的主要原因。

因為火星表面的大多數岩石都太年輕，不可能被這個古老的磁場磁化，研究小組認為它一定來自地下深處。約翰遜解釋說:“我們認為它來自於埋藏在地下幾百英尺到十公里處的更古老的岩石。如果沒有磁場資料，沒有地質和地震資訊，我們就無法推斷出這些。”

約翰遜和她的同事們希望，通過將洞察號的資料與火星軌道飛行器過去獲得的磁讀數結合起來，能夠準確地識別出哪些岩石被磁化了，以及它們的年齡。未來研究火星岩石的任務將支援這些努力，比如美國宇航局的火星2020探測車，歐洲航天局的羅莎琳富蘭克林探測車，以及中國的火星車一號(HX-1)計劃在今年夏天發射。

“洞察號”的磁力儀還成功收集了火星上層大氣以及火星周圍太空環境中存在的現象的資料。和地球一樣，因為火星也暴露在太陽風中，而太陽風是來自太陽的帶電粒子流，它將自身的磁場帶到了行星際空間——因此它也叫做行星際磁場(IMF)。

但由於火星沒有磁氣圈，它受到的太陽風和天氣事件的影響較小。這使得著陸器能夠研究這兩種物質對地球表面的影響，而科學家們直到現在還無法做到這一點。約翰遜說:“因為我們之前對火星的所有觀測都是在它的大氣層頂部甚至更高的高度進行的，所以我們不知道太陽風的擾動是否會傳播到火星表面。這次發現對於未來宇航員的火星任務是相當重要的。”

另一個有趣的發現是當地磁場在白天和夜晚之間的波動方式，我們發現了在午夜前後發生的短暫脈衝，這種脈衝只持續了幾分鐘。約翰遜和她的同事們推斷，這些現象是由太陽輻射、國際貨幣基金組織和上層大氣中的粒子相互作用產生電流(從而產生磁場)造成的。

這些資料證實，在火星上層大氣中及以上發生的事件可以在火星表面探測到。它們還提供了行星大氣屬性的間接影象，比如它變得如何帶電以及上層大氣中存在什麼電流。至於這些神祕的脈衝，約翰遜和她的團隊不確定是什麼原因導致的，但認為它們也與太陽風如何與火星相互作用有關。

在未來，洞察號團隊希望他們收集表面磁場資料的努力將與頭頂經過的MAVEN軌道飛行器相一致，這將幫助他們能夠充分地比較資料。作為洞察號的首席研究員，美國宇航局噴氣推進實驗室的Bruce Banerdt表示:磁性感測器的主要功能是清除來自環境和著陸器本身的磁性“噪音”，用於我們的地震實驗，所以這些都是直接支援任務總體目標的額外資訊。例如，時變場將對未來研究火星的深電導率結構非常有用，這與火星內部溫度有關。”

這項研究是“洞察號”第一年任務資料的六項研究之一。然而，這只是“洞察號”任務的開始，它將在2020年底結束為期兩年的主要任務。特別令人感興趣的是x波段無線電測量，它將顯示火星在繞軸自轉時的“擺動”，這反過來又將有助於揭示火星核心的真實性質，比如它到底是固體還是液體？

2020年，將是洞察號開啟探索的新篇章！