准备中的MAVEN号
美国宇航局（NASA）价值4.85亿美元的“火星大气与挥发物演化”（MAVEN）号飞船，在当地时间2013年11月18日，从位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角起航。如果2014年9月MAVEN成功抵达火星，它将会研究这个星球外大气层的气体如何逃逸到太空，以及在过去的数十亿年里损失率的变化情况。
MAVEN抵达火星后，将探索太阳风是如何与火星大气层相互作用并如何将大气削弱的。“MAVEN的工作将为火星如何演化成如今的模样提供更坚实可靠的论据，”伯克莱加利福尼亚大学空间物理学家珍妮特·卢曼（Janet Luhmann）说道。同时，她还是这一任务的副首席研究员。
火星的峡谷景观以及其岩石中的化学证据表明，火星曾经有一个厚厚的大气层，可以保证其表面有足够的温度使水流动。但大部分的大气后来消失了，如今，火星大气密度只有大约地球的1%。火星太小，以至于它的地心引力对大气的控制很弱。大约4亿年前，当防护性全球磁场关闭时，火星对其外层大气的掌控进一步减弱。
MAVEN的仪器将探索大气原子逃脱的几种方式。紫外摄谱仪测量大气的主要成分，包括氢元素中氘（另称“重氢”）的比重。火星大气中富含氘，因为不像氢那样重量较轻，它没有足够的热能挣脱火星的引力。将星球表面古老岩石内的氘氢比例与大气中的进行对比，就有可能揭示随着时间推移这种气体的损失率。
其他的火星任务曾研究过另一种类型的大气消失：带电粒子的消耗。1988年，苏联“火卫二”第一次对其进行了详尽的测量，并证明是太阳风将离子从火星大气层中剥离。2007年，欧洲航天局的“火星快车”探测器发现，氧气和二氧化碳每秒都会失去一定量离子。
不同于这些任务，MAVEN还将有能力对第三类逃逸方式进行研究：中性粒子的衰减，如形成于大气上层并因其具有较高能量而逃逸的热氧原子。此外，MAVEN将能够研究来自太阳的极紫外线涌入时的变化，并观察其与由太阳风暴引起的太阳风的差异，以便测量太阳活动对大气损耗的影响。这些测量将会共同绘制出一张比以往更详细的大气逃逸的图片，科罗拉多大学波尔德分校的行星地质学家，也是这一项目的策划人布鲁斯·贾科斯基（Bruce Jakosky）说。
“火星快车”也将继续做出贡献。包括那些为MAVEN工作在内的科学家打算对两个航天器进行同步观测。当双方都进入轨道后，由于是椭圆路径，它们距离星球表面有时是几百公里，有时是几千公里。测试时其中一个深入在火星大气中，而另一个会在远处获得一个更广阔的视角。“有两个航天器能够围绕同一主题工作是非常令人兴奋的，”在瑞典的基律纳空间物理研究所里，“火星快车”的科学小组成员斯塔斯·巴拉巴什（Stas Barabash）如是说。
“火星快车”已经获得资助可以一直运作到2016年底。印度的第一个火星任务――甲烷嗅探飞行器，于2013年11月5日发射，它将与MAVEN相遇：因为它们会在同一个月到达火星。
MAVEN的短期任务为期一年以实现预期目标，但同时它还会在外太空长期服役，履行通信任务，通过电子眼观察火星大气的侵蚀。
资料来源Nature
责任编辑 粒 灰