自從美國宇航局在22年前向紅色星球發射2001年火星奧德賽軌道飛行器以來，該航天器已經圍繞火星飛行了94000多圈。這大約相當於13.7億英里（22.1億公里），這一距離需要對航天器的燃料供應進行極其謹慎的管理。鑑於奧德賽沒有燃料表，這一壯舉更令人印象深刻；工程師們不得不依靠數學計算來代替。

奧德賽航天器繪製了整個火星表面的礦物圖，使科學家能夠更好地了解這個星球的歷史。奧德賽號發現了可供未來宇航員使用的冰礦。它研究了可能傷害這些宇航員的輻射。它還為未來的任務探查了潛在的著陸點。奧德賽也是一個小型的軌道飛行器星座之一，它從美國宇航局的漫遊器和著陸器向地球轉發數據（到目前為止，幾乎有150千兆字節，而且還在增加）。

但是去年，奧德賽看起來好像它可能會耗儘自己的燃料。計算表明它的聯氨燃料比預期的低得多。

20多年來，美國宇航局的火星奧德賽軌道器一直在研究火星的表面。2006年，該任務的熱發射成像系統儀器拍攝到了這張沙丘爬過一個叫Bunge Crater的地方的圖像。資料來源：NASA/JPL-Caltech/ASU

奧德賽在2001年發射時攜帶了近500磅（225.3公斤）的肼類推進劑。由於沒有燃料表，工程師們用各種方法來推斷航天器在一段時間內消耗了多少肼。測量奧德賽燃料的一種方法是對航天器的兩個推進劑罐進行加熱，觀察它們需要多長時間才能達到某個溫度。就像茶壺一樣，一個幾乎空的燃料箱會比一個滿的燃料箱升溫更快。

事實上，這就是2021年夏天對奧德賽進行的燃料估算所出現的情況。計算結果似乎表明，大約還有11磅（5公斤）的推進劑可用–比任務的建模預測的要少。2022年1月的另一次估計表明只剩下6磅（2.8公斤）的肼。

如果這些數字是準確的，奧德賽將在不到一年的時間內空載運行。要么是航天器經歷了某種故障，如洩漏，要么是團隊的測量出現了問題。

隨後進行了數月的測試和緊張的調查。在研究了”失踪”的燃料之謎後，任務工程師們對這個老化的航天器的複雜燃料系統在飛行中的表現有了新的認識。他們的結論是。軌道器實際上應該有足夠的燃料，至少可以持續到2025年底。

美國宇航局2001年的火星奧德賽軌道器在這幅插圖中被描繪出來。任務小組花了2021年的大部分時間來評估軌道器上還剩下多少推進劑，結論是它有足夠的推進劑來保持活動至少到2025年。資料來源：NASA/JPL-Caltech

奧德賽在任何一天都不需要大量的肼來過日子。太陽能電池板為其係統提供動力，而三個反作用力輪幫助軌道飛行器將其科學儀器指向火星表面。當反作用力輪在航天器總線或機體內旋轉時，它們會產生扭矩，使奧德賽向相反方向移動。

奧德賽的任務經理，位於南加州的美國宇航局噴氣推進實驗室的賈里德-卡勒說：”這些反作用力輪必須一起工作以保持航天器的指向性。但是，由於奧德賽在每個軌道上都要完成一個完整的循環，你需要一種方法來卸下不斷增加的動量。”這就是奧德賽的肼的用處。航天器的推進器以小的、經過計算的爆發方式釋放這種推進劑，以抵消反作用輪的增長勢頭。

因此，當團隊的計算顯示他們的推進劑供應低於預期時，JPL的工程師開始與洛克希德-馬丁航天公司的工程師合作，該公司建造了奧德賽，維持任務運行，並提供航天器工程支持。

“首先，我們必須驗證航天器是否正常，”JPL的奧德賽項目經理Joseph Hunt說。”在排除了洩漏或我們燃燒的燃料比估計的多的可能性之後，我們開始研究我們的測量過程。”

團隊同意，他們需要一些新的眼光來評估這種情況。他們請來了Boris Yendler，他是一名外部顧問，也是航天器推進劑估算方面的專家。

像所有的航天器一樣，奧德賽依靠加熱器來保持各種部件，包括燃料箱，在寒冷的太空中工作。Yendler想知道熱量是否從航天器上的某些其他來源被添加到推進劑中，從而使燃料測量變得複雜。經過大量的實驗，研究小組證實了這一情況。沿著連接油箱的燃料管線的加熱器比預期的要快，使油箱看起來好像幾乎是空的。

“我們的測量方法是好的。問題是，在奧德賽號上發生的流體動力學比我們想像的要復雜，”Call說。

在弄清楚他們的計算中沒有考慮到多少熱量之後，該小組得出結論，奧德賽還剩下大約9磅（4公斤）的肼。這足以讓任務再持續幾年。儘管這個數字可能會隨著研究小組努力完善測量和提高其準確性而發生變化，但研究小組現在更了解他們的航天器了，就可以放心了。

“這有點像我們的科學發現過程，”Call說。”你探索一個工程系統，不知道你會發現什麼。而你看得越久，你發現的東西就越多，這是你沒有想到的。”