在所有的行星中，火星的确是最令人感到神秘莫测和魅力无穷。自美国国家航空航天局于1976年发射的两只“海盗”登陆舱达到这颗红色的行星以来，苏联在今年早些时候发射的两只火卫 - 宇宙飞船就成了第—次对这颗行星的探索。因此，这一事件十分令人兴奋。尽管这两只飞船均过早失事（火卫－1号在飞往火星的过程中失事，而火卫－2号则仅在轨道上飞行了57天之后就失去了联系），这项雄心勃勃的探索计划还是带回了一些新的、重要的科学数据。

在火卫一使命以前，对火星空间的了解甚至还不及对水星、木星和土星这样一些更遥远的行星的空间环境的了解。以前研究过太阳风同火星的交互作用情况的使命只有两次：1965年发射的飞近天体进行探测的水手4号宇宙飞船，它在最接近火星的地方仅仅擦过了弓形冲击波区（bow shock）；70年代初苏联发射的三只轨道飞行器（火星2，3，5号）。苏联的三只飞船都是在火星上空至少1，000公里处沿轨道飞行，这一高度对研究太阳风交互作用的关键情况来说太高了。因此、对苏联人的有欠缺的记录所作的解释是不可靠的。尤其是关；火星的本征磁场问题更是如此。因此，在火卫一飞船以前，对火星附近的太阳风是否全部被一种离子球面（就像在金星附近那样）偏转掉？或者，是否有一种磁场（如像地球附近）在起作用呢？这样一些问题并未弄清楚。

火卫－2号宇宙飞船在其轨道上飞行57天的过程中，形成过5种椭圆形轨道，它们离火星的最近点为850公里，后来又在6，000公里的高度处形成了100个以上的圆形轨道。椭圆形轨道被证明是最有利的，因为它们达到了对回答这些关键问题来说至关重要的更低的高度。

虽然火卫－2号飞船的轨道对探测火星周围的等离子体说来并不理想，但初步的数据分析表明，火星表面的特性受太阳风和夹在其中的星际磁场的控制，但也有不太确切的证据表明，有一种微弱的行星场存在。主要的边界与在金星附近发现的边界类似，尽管它的尺寸要短得多，这表明细微的等离子体效应的关联性。火星的稀薄的大气层外表的漏隙，似乎大到了足以影响这一行星的运行，这些发现可能在太阳系中具有更广的关联性，因为类似的空间环境也在金星和彗星附近存在。

由新的数据引出的一个重要的结果是，火星附近的太阳风主要是同离子球面进行交互作用。当火卫－2号飞船穿过火星的尾流（wake）时，这一点表现得很明显，它表明：在6，000公里的高度处，火星有一个由两束相对的磁通束（称为瓣）组成的十分发达的磁尾（magnetic tail），而它们的极性由上升气流的星际磁场控制。这样看来，火星的磁尾中的绝大多数磁通，由于太阳风的影响而按Alfven对彗星磁尾指出的方式增长。在火星附近也观察到这种情况。这样的磁尾增长，是一种带有一个行星离子球面的流动的磁比等离子体交互作用的直接结果。磁力计测量小组也报道了关于一种微小的内磁场的光谱分析结果。但是，在未得到进一步的证实以前，对这一结果要小心对待。

对火星的日侧（dayside）空间环境得到的等离子体和磁场结构的信息也是重要的。以前的飞行使命彻底探测过的唯一区域是弓形冲击波。

最接近这颗行星的等离子体边界被称作“行星间隙”（aplanetopauso”）（更恰当的名称可能应该是“离子间隙”）。它将处于磁屏蔽中的冲击太阳风等离子体同一个主要由原子氧O⁺构成的纯离子球面等离子区分隔开来。星际磁场在行星间隙的上方堆聚，然而有大量的磁通穿透过这一边界，因为太阳的动态压力通常要超过火星的离子球面的等离子体压力。加在这些缓慢移动的日侧场线（dayside field lines）上的压缩应力，会挤压等离子体尾区。这一效应可能对观测到的离子球面等离子体的下尾漏泄有特殊意义。

另一种尾区等离子体损耗源是加速场校准的O⁺束，它的能量高达几千电子伏，这是在中心尾流层附近发现的。这些O⁺束的来源尚不清楚。有人认为，它源自发生在地球的极光椭圆（the Earth's auroral oval）上方的同样的加速过程。但是，火卫－2号飞船并没有在火星附近探测到极光。另一种来源可能涉及到与中心尾部中的场线的U形弯曲有关系的流屋加速。

在火星的涡区中的离子球面等离子体的尾区泄漏，估计在每秒钟1 ~ 2公斤之间。这一速率看起来很小，但是，如果保持下去就会使火星的稀薄大气层在10⁹年内消失，而这一时间要小于太阳系的年龄。假若这一大气层能通过火星表面的水和冻结进火星的土壤中的冰的蒸发而得到补充，那时，由于本征磁场的微弱（或不存在）就会通过磁化的太阳风对离子球面的直接冲击而引起火星的大气层和氢气球面的损伤。

火星系有一种特殊的情况，使得它的等离子体环境变得特别复杂而难以理解。在另一方面，其他的行星环境的主要特征已用磁流动力学方程作了很好的描述，其中，把所有的粒子的运动都归因于一种流体流动，所观测到的火星附近的规模大小可以与磁场中的离子的局部回旋半径相匹敌（对于一种太阳风 - 离子来说，这一半径为1，000公里）。因此，太阳风同火星的交互作用得用由于这种有限的Larmor半径引起的效应而加以修正。这种微观物理学效应的一个明显的例子 ，是与弓形冲击波有关联的底部边界的宽度#这种冲击底部现在已可同这种磁套（magneto sheath）的宽度相比较，并且它并非是一个无关紧要的特征，如像在地球附近的那样。

虽然在这些初步的分析以后还会有进一步的重要发现，但是，对火卫 - 2号飞船使命能够回答“是否火星具有一个微弱的或零本征磁场？”这样一类的关键问题还值得怀疑，因为850公里这样的近拱点距离（而不是标定的500公里）对探测离子球面区说来太高了，而正是在此区域中内场的可探测性最大。实际上，要想得到确切的答案，可能要求近拱点距离低到100 ~ 200公里，而要做到这一点还有待计划中的美国冈家航空航天局的火星观测器和苏联的火星94使命。

[Nature，Vol. 311，1989年10月]