基于火星快车 HRSC 观测的火卫一光度特性研究

本研究旨在利用火星快车任务观测数据分析火卫一的光度特性，以支持火星卫星探测（MMX）任务。我们分析了火星快车航天器上 HRSC 和 SRC 相机在 2004 年至 2022 年间获取的火卫一分辨图像。我们使用 Hapke 模型对积分数据和盘分辨数据进行了光度分析。火卫一的相位函数因阴影隐藏而具有强烈的冲效应，其冲浪涌的幅度和半宽分别为 2.28±0.03 和 0.0573±0.0001。总体而言，火卫一表面暗黑，在绿色滤光片下的几何反照率为 6.8%，并呈后向散射特性。我们还发现表面孔隙率达 87%，表明表层存在厚厚的尘埃幔或分形聚集体。单次散射反照率（SSA）图揭示了高反射率变异性，位于斯蒂克尼陨石坑东北边缘的蓝色单元区域比平均亮度高出多达 65%，而斯蒂克尼陨石坑底部则是最暗的区域之一，反射率比平均值低 10% 至 20%。对红色和蓝色单元中选定感兴趣区域的光度建模表明，红色单元地体比蓝色单元具有更强的冲效应和更小的 SSA 值，但它们的孔隙率和后向散射特性相似。HRSC 数据提供了对火卫一相位函数和冲浪涌的独特研究，这对 MMX 观测规划具有宝贵价值。火卫一的冲浪涌、表面孔隙率、相位积分和光谱斜率与彗星 67P 及木星族彗星普遍观测到的值非常相似。基于这些相似性，我们提出一个假设：火星卫星可能是被火星捕获的一颗双体或双瓣彗星的结果。