美国国家航空航天局的火星奥德赛轨道飞行器捕捉到巨大火山

熊明青

美国国家航空航天局2001年的火星奥德赛轨道飞行器于2024年3月11日拍摄到了这张太阳系最高火山奥林巴斯山的照片。除了提供前所未有的火山视图外，这张图像还帮助科学家研究大气中的不同物质层，包括云和灰尘。NASA/JPL加州理工学院/ASU

据美国宇航局（喷气推进实验室）：这架23岁的轨道飞行器正在拍摄这颗红色星球的全景图像，与国际空间站上的宇航员在地球上看到的景象相似。

美国国家航空航天局寿命最长的火星机器人将于6月30日迎来一个新的里程碑：自23年前发射以来，它绕着这颗红色星球飞行了10万次。在此期间，2001年的火星奥德赛号轨道飞行器一直在绘制火星表面的矿物和冰的地图，为未来的任务确定着陆点，并将美国国家航空航天局的漫游者和着陆器的数据中继到地球。

科学家们最近使用轨道飞行器的相机拍摄了一张令人惊叹的太阳系最高火山奥林巴斯火山的新照片。这张照片是奥德赛团队持续努力的一部分，目的是提供行星地平线的高空视图。（这些观点中的第一个发表于2023年末。）与地球宇航员登上国际空间站的视角类似，这一观点使科学家能够更多地了解火星上的云和空气中的尘埃。

拍摄于3月11日，最新的地平线图像捕捉到了奥林巴斯山的辉煌。盾牌火山的底部绵延373英里（600公里），高达17英里（27公里）。

奥德赛号的项目科学家、美国国家航空航天局南加州喷气推进实验室的杰弗里·普劳特说：“通常我们从上面看到奥林匹斯山是狭长的，但通过将航天器转向地平线，我们可以在一张图像中看到它在景观上若隐若现的大小。”。“这张照片不仅壮观，还为我们提供了独特的科学数据。”

除了提供云和尘埃的定格外，这些图像在多个季节拍摄时，还可以让科学家更详细地了解火星大气。



这张信息图突出显示了美国国家航空航天局2001年的火星奥德赛轨道飞行器在围绕这颗红色星球运行的23年中收集了多少数据和图像。美国航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院

大气底部的一条蓝白色带暗示着初秋这个位置有多少灰尘，这段时间沙尘暴通常开始爆发。上面的紫色层很可能是由地球上的红色尘埃和一些蓝色的水冰云混合而成的。最后，在图像的顶部，可以看到一个蓝绿色的层，水冰云高达天空约31英里（50公里）。

他们是如何拍摄这张照片的

该轨道飞行器以亚瑟·C·克拉克的经典科幻小说《2001：太空漫游》命名，用一台名为热发射成像系统（THEMIS）的热敏相机拍摄了这一场景，该系统由坦佩的亚利桑那州立大学建造并运行。但因为相机是用来向下看表面的，所以拍摄地平线需要额外的计划。

通过启动位于航天器周围的推进器，奥德赛号可以将THEMIS指向火星表面的不同部分，甚至可以缓慢地滚动查看火星的微小卫星火卫一和Deimos。

最近的地平线成像是多年前美国国家航空航天局2008年凤凰号任务和2012年好奇号火星车着陆时的一项实验。与这些任务着陆前后的其他火星着陆一样，奥德赛号在航天器冲向火星表面时，在传递数据方面发挥了重要作用。

为了将他们的重要工程数据中继到地球，奥德赛号的天线必须对准新抵达的航天器及其着陆椭圆。当科学家们注意到奥德赛号的天线定位意味着THEMIS将指向地球的地平线时，他们很感兴趣。

“我们只是决定打开相机，看看它看起来怎么样，”奥德赛的任务操作航天器工程师、丹佛洛克希德·马丁航天公司的史蒂夫·桑德斯说。洛克希德·马丁公司制造了奥德赛，并与喷气推进实验室的任务负责人一起帮助进行日常操作。“基于这些实验，我们设计了一个序列，使THEMIS的视野在我们绕地球运行时保持在地平线上。”

漫长太空漫游的秘密

奥德赛是绕地球以外行星运行的持续时间最长的任务的秘密是什么？

“物理学为我们做了很多艰苦的工作，”Sanders说。“但这是我们必须一次又一次地处理的微妙之处。”

这些变量包括燃料、太阳能和温度。为了确保奥德赛号节约使用燃料（联氨气），工程师们必须计算剩余的燃料量，因为飞船没有燃料表。奥德赛依靠太阳能来操作仪器和电子设备。当航天器在火星后面每轨道消失约15分钟时，这种功率会发生变化。奥德赛号的所有仪器都需要保持温度平衡才能正常工作。

奥德赛的项目经理、喷气推进实验室的Joseph Hunt说：“在保持科学规划和执行以及创新工程实践的历史时间表的同时，要想让任务持续这么长时间，需要仔细的监测。”。“我们期待着在未来几年里收集更多伟大的科学。”