通過進行一系列真實和 「虛假」的飛越，歐航局（ESA）的Mars Express揭示了火星最大的衛星–火衛一是如何跟太陽拋出的帶電粒子的太陽風相互作用的，並且還發現了一個難以捉摸的過程–這個過程以前只在火衛一看到過一次。

太陽風從我們的恆星流出來從而使太陽系充滿了高能粒子。 地球的月球不斷地反射這些粒子，鑒於火星和火衛一之間的相似性（兩者都是岩石，缺乏磁場和大氣層，在太陽系內部的陸地行星上運行），預計火星的衛星也會出現同樣的”反向散射”。 然而，儘管ESA的Mars Express多次接近火衛一，但卻只看到過一次這種反向散射（2008年）。

不過現在，研究人員報告稱，在2016年1月飛越火衛一的過程中，Mars Express第二次成功探測到了火衛一的反射太陽風粒子。

來自瑞典空間物理研究所（IRF）的Yoshifumi Futaana指出：「長期以來，火衛一跟太陽風的關係一直是個謎。 我們知道火衛一必須跟這些粒子相互作用，但我們沒有看到它們–為什麼？ 為什麼火衛一的行為跟月球如此不同，而兩者看起來是非常相似的？ 在八年的飛越中，我們第一次興奮地在火星最大的衛星上再次看到這些反射粒子的跡象。 “他是關於2016年飛越的新論文的第一作者。

然而，由於這種反向散射非常得斷斷續續且很少在火衛一看到，科學家們懷疑這種現象是否是由Mars Express本身反射太陽風粒子造成。 在2008年的飛越過程中，該航太器移動了它的太陽電池陣列並轉向將其儀器對準火衛一–這種操作可能影響了周圍粒子的行為。

“對於2016年的飛越，同樣的質疑仍存在：我們怎麼知道這個探測實際上是來自火衛一的反射，而不是來自Mars Express本身？” Yoshifumi補充道。

“假”飛越

為了探索這種可能性，研究人員在2017年用航太器進行了三次史無前例的特殊操作，被稱為”假”飛越。 通過使用完全相同的操作序列、控制演習和太陽能陣列調整，Mars Express在充滿太陽風的空間中飛行，但沒有火衛一的存在，本質上是在進行飛越–只是沒有目標。

研究論文的共同作者Mats Holmström指出：”從本質上講，我們是在火星上完成一種實驗室實驗。 由於『假』飛越可以讓我們探索Mars Express是如何在一個更可控的環境中影響太陽風的，所以我們可以尋找航太器本身是粒子反射原因的跡象。 “Holmström也是IRF的成員，同時還是Mars Express的ASPERA-3儀器–用於觀察反射粒子–的主要調查員。

“假”飛越並沒有發現Mars Express產生或散射任何入射粒子的這種跡象，這表明在2008年和2016年的飛越中，火衛一確實將探測到的粒子反射回了太空。

零星的散射

儘管如此，在十幾次飛越火衛一的過程中，只有兩次發現了背向散射粒子，即使如此，信號也是零星的、斷斷續續的。 這跟我們在月球上看到的情況完全不同，月球是另一個既缺乏大氣層又缺乏磁場的天體，因此預計會有類似的表現。 但為什麼會出現這種差異？

Yoshifumi和他的同事們考慮了許多可能性，從也許發生在與Mars Express所捕捉到的不同空間或時間尺度上的過程到火衛一上可能存在的磁力再到火衛一和月球表面成分的不同等等。

“總體來說，”這些斷斷續續的粒子很可能是從火衛一的表面反射出來的，但我們不能排除另一個神秘的來源，”Yoshifumi補充道，”然而，’假’飛越幫助我們更好地了解情況以明確表明Mars Express不是來源。 為了瞭解更多，我們需要更多Mars Express在不同配置下飛越火衛一。 即使在這些飛越中沒有看到反射粒子，即使沒有信號也會提供有價值的統計數據。 ”

太陽風在火衛一和月球上的表現不同意味著兩者的表面有著不同的演變，這提出了關於火星系統跟我們的系統有何不同的問題。

探索火衛一

作為內太陽系僅有的三顆衛星之一，火衛一是科學家們對空間探索有著極大的興趣的物件。

從20世紀80年代的蘇聯火衛一計劃到未來的任務如JAXA計劃在20世紀20年代中期發射的火星衛星發射（MMX）任務，已經有許多專門的專案展開以來上探索火星最大衛星的起源、環境、行為和演變。

ESA正在跟JAXA合作執行MMX任務、提供通信設備、航太器跟蹤和控制方面的支援並為科學家加入該任務的科學團隊提供機會。 MMX將對火衛一和火衛二的特徵進行分析，它將在火衛一的表面部署一個漫遊車並將火衛一的樣本送回地球進行分析。 MMX的一個關鍵目標是確定這些衛星是被火星引力捕獲的小行星還是在火星上發生巨大撞擊后留在軌道上的碎片。

除了對火衛一的了解，瞭解帶電粒子在太空中的表現對於太空探索至關重要。 例如月球上的宇航員暴露在太陽風中，這是ESA即將進行的人類太空探險計劃的一個關鍵考慮因素。 另外，行星和衛星上的表面相互作用也是表面化學的一個核心組成部分，它可能包括身體如何形成和儲存水。

ESA的Mars Express專案科學家Dmitrij Titov指出：”這一發現以一種真正獨特的方式利用Mars Express來解決一個正在進行的宇宙之謎–它顯示了奇妙的獨創性並突出了該任務的靈活性和多樣化能力。 這項研究還顯示了我們的操作同事和數據檔案在促成新的發現和知識方面的價值並使像這樣的重要工作成為可能。 我們必須瞭解空間環境以便用衛星或宇航員對其展開探索，因此，揭示火星系統中的動態變化是向前邁出的重要一步。 ”