歐航局(ESA) Mars Express上的MARSIS儀器因其在發現紅色星球上的液態水跡像中的作用而聞名，現在它正在接受一次重大的軟件升級，這將使它能比以往更詳細地看到火星及其衛星火衛一的表面之下。

Mars Express是ESA的第一個前往紅色星球的任務。這個於19年前即2003年6月2日發射的軌道飛行器花了近20年時間研究地球的鄰居並徹底改變了科學家們對火星的歷史、現在和未來的認識。

MARSIS – 紅色星球上的水

Mars Express上的火星地下和電離層探測高級雷達(MARSIS)儀器在尋找和發現火星上的液態水跡象方面至關重要，包括在南極地區1.5公里的冰層下埋藏的一個疑似20×30公里的鹹水湖。

MARSIS由意大利國家天體物理研究所(INAF)操作並由意大利航天局(ASI)提供全部資金，其利用其40米長的天線向火星發送低頻無線電波。

火星表面下的水

這些電波大部分從行星的表面反射出來，但大量的電波會穿過地殼並在表面以下不同材料層–包括冰、土壤、岩石和水的邊界處反射。

通過檢查反射信號，科學家可以繪製紅色星球表面以下幾公里深度的結構圖並研究其屬性，如極地冰蓋的厚度和組成及火山和沈積岩層的屬性。

從Windows 98到Mars 2022

MARSIS副主任和INAF的運營經理Andrea Cicchetti表示，經過幾十年富有成效的科學研究以及對火星有了很好的了解，他們希望推動儀器的性能超越任務開始時的一些限制。據悉，他負責領導了升級的開發工作。

正在部署升級的Enginium公司MARSIS機載軟件工程師Carlo Nenna指出：“為了提高MARSIS的性能，我們面臨許多挑戰。特別是由於MARSIS軟件最初是在20多年前設計的，使用的是基於微軟Windows 98的開發環境！”

新軟件是由INAF團隊和Carlo共同設計，現在正由ESA在Mars Express上實施。它包括一系列的升級，從而改善信號接收和機載數據處理以提高發送到地球的科學數據的數量和質量。

“以前，為了研究火星上最重要的特徵以及研究它的衛星Phobos，我們依靠一種複雜的技術存儲了大量的高分辨率數據並很快填滿了儀器的機載存儲器，”Andrea說道，“通過丟棄我們不需要的數據，新的軟件使我們能將MARSIS開啟五倍的時間並在每次通過時探索更大的區域。”

ESA Mars Express科學家Colin Wilson說道：“在火星南極附近有許多區域，我們可能已經在低分辨率數據中看到了顯示液態水的信號。新軟件將幫助我們更迅速和廣泛地研究這些區域的高分辨率並確認它們是否是火星上新的水源所在地。這真的就像Mars Express在發射近20年後仍有一台全新的儀器。”

火星工作母機

Mars Express將在繼續提供驚人科學的同時仍保持著ESA成本最低的飛行任務之一的地位。

“Mars Express和MARSIS仍非常繁忙，”歐空局ESOC任務運行中心的Mars Express航天器運行經理James Godfrey說道，“團隊在設計新軟件方面做得很好，在保持補丁盡可能小的情況下將其影響最大化，並幫助我們繼續從這個老舊的航天器中獲得最大的收益。”