MAVEN 在常规通信中断后失联
当 NASA 的 Mars Atmosphere and Volatile Evolution 探测器（MAVEN）于 2025 年 12 月 6 日进入这颗红色星球背面时，它本应在重新出现后向地球致电。然而，深空网络（Deep Space Network）的地面团队没有收到任何信号。控制人员表示，截至 12 月 4 日的遥测数据看起来都很正常，但 12 月 6 日的一小段追踪数据表明，该航天器在出现时正以异常快的速度旋转，其轨道可能不再符合预测。自那时起，NASA 团队一直在努力诊断并恢复这台轨道飞行器，但由于 Mars 正向 2026 年 1 月 9 日的日凌（solar conjunction）靠近，他们进行主动故障排除的时间窗口正在缩小。
具体发生了什么
MAVEN 在一个高度椭圆的轨道上运行，轨道周期约为 3.5–3.6 小时，近火点低至几百公里，远火点则延伸至几千公里。该轨道会定期导致航天器在经过 Mars 背面时脱离视线；此类间隔是预料之中且有计划的。然而，这一次，当 MAVEN 从行星背面返回时，深空网络未能重新获取预期的遥测信号。控制人员上周报告称，尽管自 12 月 4 日以来该任务没有完整的遥测数据，但 12 月 6 日的部分追踪数据已被恢复，初步分析表明，该航天器可能发生了旋转，并且在重新出现时可能经历了轨道扰动。
NASA 的行动团队将此情况描述为一次异常调查；工程师们正在探索故障原因是否为姿态控制失效、推进事件、电力问题或这些因素的某种组合。失控的旋转会使接收指令变得复杂，并可能导致航天器的高增益天线无法持续对准地球。该机构尚未确认根本原因，并正在继续解决问题，同时警告称，日凌将在未来几周内限制恢复方案的选择。
MAVEN 的任务与科学价值
MAVEN 于 2013 年 11 月发射，并于 2014 年 9 月抵达火星，其设计初衷是专门研究火星大气是如何向太空流失的。它的仪器——包括磁强计、粒子探测器、紫外光谱仪和质谱仪——已经绘制出了太阳风和阳光如何驱动氢、氧和其他物质从上层大气中逃逸的过程。这项工作为我们理解火星如何从其诞生初期的湿润、温暖世界转变为我们今天看到的寒冷、大气稀薄的行星奠定了基础。
在轨运行的十多年里，MAVEN 记录了一个完整太阳活动周期的大气逃逸情况，追踪了沙尘暴和季节性加热如何影响逃逸率，并提供了与太空及地面望远镜互补的紫外观测数据。这些数据集对于近期的研究至关重要，这些研究结合了哈勃（Hubble）紫外图像与 MAVEN 的原位（in-situ）测量，以量化氢和氘的流失——这是火星向太空流失了多少水分的同位素指纹。失去获取 MAVEN 新观测数据的渠道，将在长期监测中造成一个难以迅速填补的空白。
恢复团队目前的能与不能
航天器团队有一套标准操作程序：如果航天器失去响应，他们会搜索任何载波信号，分析部分追踪数据和多普勒数据，尝试发送保守的恢复指令，并试图引导探测器进入已知的安全模式，以便恢复高数据率遥测。对于 MAVEN 而言，情况因两个因素而变得复杂。首先，如果航天器正在旋转，精确的天线指向就会丢失，接收低功率遥测或上行指令会变得断断续续甚至不可能。其次，火星正接近日凌——此时太阳几乎位于地球和火星之间——任务操作员通常会避免在此期间上行指令，因为太阳射电噪声可能会损坏信号和指令。日凌将开始阻断常规的恢复尝试，直到 1 月中旬通信安全恢复为止。
NASA 尚未排除重新取得联系的可能性，历史上也有航天器在长期失联后恢复的先例。但工程师警告称，旋转程度、任何轨道变化以及关键子系统的损坏情况将决定恢复是否可行。如果能通过自动故障保护逻辑或简短成功的上行链路引导 MAVEN 进入对日安全模式，该任务可能会幸存；如果关键的姿态控制硬件已经失效，或者航天器意外耗尽了推进剂，前景将变得黯淡。
运行与项目层面的后果
MAVEN 不仅仅是一台科学轨道飞行器：它还是运行上的核心枢纽。火星航天器群（包括漫游车、着陆器和轨道飞行器）依靠中继卫星网络将大量的科学数据包高效地传回地球。NASA 的其他美国轨道飞行器，如火星勘测轨道飞行器（Mars Reconnaissance Orbiter）和火星奥德赛（Mars Odyssey），已经服役较久且资源有限；一些公开资料显示，关于它们剩余寿命和燃料储备的评估各不相同。欧洲和其他国际轨道飞行器提供了部分中继能力，但由于轨道几何形状和数据率限制，没有任何单一的替代方案是完美的。多年来一直在讨论使用新型小型轨道飞行器或发射专用通信卫星的计划，但实施这些计划需要时间和预算。
此外还存在项目连锁反应。MAVEN 原定为即将到来的任务以及本十年晚些时候抵达的任务提供背景和同步观测。计划于 2027 年左右抵达的小型火星轨道飞行器星座 ESCAPADE 本可以从协调任务中受益。如果 MAVEN 丢失，研究人员将失去用于校准大气模型的长基线数据集，任务规划者必须重新思考 2030 年代高带宽任务和采样返回支持的中继策略。
可能的原因与公众疑虑
观察人士提出了几种可能的原因：反作用轮或惯性测量单元的硬件故障、改变了姿态或轨道的推力器或推进剂异常、太阳粒子事件导致的单粒子翻转，或者是让航天器处于失控状态的软件故障。一些媒体推测可能是日冕物质抛射或其他空间天气事件；任务团队表示，他们正将 space weather 列为众多可能性之一进行考虑，但尚未公开确定任何主要原因。
有关 MAVEN 燃料和剩余寿命的公开声明在不同来源和文件中存在差异，这增加了困惑。NASA 及其项目合作伙伴此前曾将 MAVEN 描述为在 2030 年代仍具有巨大利用价值的任务，但各种预算和运行文件给出的截止日期各不相同。对于恢复工作而言，重要的不仅是剩余多少推进剂，还包括姿态控制、电力和通信子系统是否完好，以及航天器是否能安全接收并执行指令。
为何这不仅关乎一台航天器
从实际角度看，失去一台长寿的科学轨道飞行器是对正在进行的研究以及表面资产通信韧性的打击。从科学角度看，MAVEN 对大气逃逸的持续记录是独一无二的。将哈勃的紫外遥感与 MAVEN 的原位粒子及磁场数据相结合的研究，使研究人员能够构建一幅关于氢（以及更重的同位素氘）如何从火星逃逸的时间分辨图。这一同位素记录对于估算这颗行星曾经拥有多少水分，以及行星适居性和气候演化模型至关重要。这些测量数据的持续空白将阻碍将火星与地球和金星进行类地行星比较研究的努力。
目前情况仍在变化中。工程师将在可能的情况下继续恢复工作，但在日凌期间大多会停止主动上行操作；在太阳-火星-地球的几何位置恢复正常后，接下来的几周将是决定性的。如果 MAVEN 响应了呼叫，任务便可恢复并继续为火星科学做出多年的贡献。如果没有，科学家和任务规划者将需要加速应急计划，以维持火星关键观测和通信基础设施的连续性。
来源
- NASA MAVEN 任务博客 (NASA Goddard / MAVEN 团队)
- 大气与空间物理实验室 (科罗拉多大学波德分校) — MAVEN 运行
- 波士顿大学空间物理中心 — 关于氢/氘逃逸的哈勃 + MAVEN 研究 (Science Advances 研究)
- 哈勃空间望远镜 / 空间望远镜科学研究所 (紫外观测)
- Lockheed Martin (航天器制造商)
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