美國國家航空暨太空總署2001 年火星奧德賽號軌道飛行器繞火星飛行10 萬圈，提供了寶貴的數據和令人驚嘆的圖像，如最近拍攝的奧林匹斯山地平線。這項任務由美國太空總署噴射推進實驗室管理，採用創新技術捕捉火星表面和大氣層的獨特視角，有助於科學認識和未來探索。

2024 年3 月11 日，美國國家航空暨太空總署2001 年火星奧德賽號軌道飛行器捕捉了太陽系中最高的火山奧林帕斯蒙斯的單張影像。除了提供該火山前所未有的視角外，這張圖像還有助於科學家研究大氣層中的不同物質層，包括雲層和塵埃。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/ASU

美國國家航空暨太空總署壽命最長的火星機器人最近迎來了一個新的里程碑。自23年前發射以來，它在6月30日完成了圍繞紅色星球的10萬次旅行。在此期間，2001 年火星奧德賽號軌道飛行器一直在繪製火星表面的礦物和冰層地圖，為未來的任務確定著陸點，並將美國太空總署的漫遊車和著陸器的數據傳送到地球。

科學家最近使用軌道飛行器的照相機拍攝了太陽系中最高的火山奧林帕斯山的驚人新影像。這張圖像是奧德賽團隊繼續努力提供地球地平線高空視圖的一部分。 (與太空人在國際太空站（ISS）上獲得的地球視角類似，該視角使科學家們能夠更多地了解火星上的雲層和空氣中的塵埃。

這裡展示的是由海盜1 號軌道飛行器拍攝的太陽系中已知最大的火山奧林匹克山的數位馬賽克。它高27 千米，底部超過600 千米，周圍是輪廓分明的峭壁，高達6 千米。熔岩流在峭壁的某些地方蜿蜒流淌。火山周圍的大部分平原都被奧林匹斯山的脊狀瀏海”光環”所覆蓋。關於光環的由來還存在爭議，但可能與祖先火山側面的重力滑動有關。山頂火山口（中央凹陷）深近3 千米，寬25 公里。它可能是由側面噴發的岩漿排出後反覆塌陷形成的。來源：NASA/JPL-Caltech/USGS

最新的地平線影像拍攝於3 月11 日，捕捉了奧林帕斯蒙斯火山的全貌。這座盾牌火山的基底橫跨373 英里（600 公里），高達17 英里（27 公里）。

奧德賽號的計畫科學家、美國國家航空暨太空總署噴射推進實驗室（JPL）的傑弗裡-普勞特（JeffreyPlaut）說：「通常，我們從高空看到的奧林帕斯山是狹長的條狀，但透過將太空船轉向地平線，我們可以在一張影像上看到它在地形上有多大。

美國國家航空暨太空總署的火星奧德賽號軌道飛行器於2001年抵達火星，探測火星上的水和淺埋冰，並研究火星的輻射環境。奧德賽號是火星探測計畫對這顆紅色星球進行機器人探測的長期努力的一部分。資料來源：NASA/JPL-Caltech

除了提供雲層和塵埃的定格畫面外，這種跨越多個季節拍攝的影像還能讓科學家更詳細地了解火星大氣層。

大氣層底部的藍白色帶暗示了初秋時節該地點塵埃的含量，而初秋通常是沙塵暴開始肆虐的時期。上面的紫色層很可能是地球上的紅色塵埃與一些藍色水冰雲的混合。最後，在影像的頂部，可以看到藍綠色的雲層，那裡的水冰雲高達約31 英里（50 公里）。

這張資訊圖表重點介紹了美國太空總署2001 年火星奧德賽號軌道飛行器在圍繞紅色星球運行的23 年中收集了多少數據和圖像。資料來源：NASA/JPL-Caltech

軌道飛行器以阿瑟-克拉克（Arthur C. Clarke）的經典科幻小說《2001：太空漫遊》（2001: A Space Odyssey）命名，用一台名為”熱發射成像系統”（Thermal Emission Imaging System）或”THEMIS”的熱敏相機捕捉到了這一場景。但是，由於相機是用來俯視地表的，因此拍攝地平線需要額外的計劃。

透過發射位於太空船周圍的推進器，”奧德賽”號可以將THEMIS 對準火星表面的不同部分，甚至可以緩慢翻轉，以觀察火星的小衛星–火衛一和火衛二。

最近的地平線成像是多年前美國國家航空暨太空總署（NASA）鳳凰號任務（2008 年）和好奇號漫遊車（2012 年）登陸期間設想的一項實驗。在這些任務著陸前後的其他火星著陸任務中，奧德賽號發揮了重要作用，在太空船衝向火星表面時轉發資料。

美國國家航空暨太空總署（NASA）火星奧德賽（Mars Odyssey）軌道飛行器的副項目科學家勞拉-克爾伯（Laura Kerber）解釋了2023 年5 月該航天器拍攝到的紅色星球景象與國際太空站拍攝到的地球景象相似的過程和原因。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

為了向地球傳遞重要的工程數據，奧德賽號的天線必須對準新到達的太空船及其著陸橢圓。 (當科學家注意到奧德賽號天線的定位意味著THEMIS 將對準地球的地平線時，他們感到非常好奇。

奧德賽任務運行太空船工程師、丹佛洛克希德-馬丁航太公司的史蒂夫桑德斯說：”我們只是決定打開相機，看看效果如何。”

洛克希德-馬丁公司建造了”奧德賽”號，並與JPL 的任務負責人一起協助進行日常操作。根據這些實驗，我們設計了一個序列，當我們繞著行星飛行時，THEMIS的視場保持在地平線中心。 “

這張附註釋的圖片顯示了美國太空總署五次火星任務的著陸橢圓。著陸橢圓是探測器在接近火星時根據其軌跡預計著陸的區域。著陸橢圓越小，代表工程師們已經建立了一個更精確的偵測器預期軌跡模型。這裡顯示的四個橢圓形分別是”堅毅”號火星探測器、”好奇”號火星探測器、”洞察”號火星著陸器、”鳳凰”號登陸器和”火星探路者”探測器。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

奧德賽號是除地球外在環繞行星軌道上持續運行時間最長的飛行任務，它的秘訣是什麼？桑德斯說：”物理為我們做了很多艱苦的工作。但我們必須反覆處理這些微妙之處。”

這些變數包括燃料、太陽能和溫度。為了確保奧德賽號節約使用燃料（肼），工程師必須計算燃料的剩餘量，因為太空船上沒有燃料表。奧德賽依靠太陽能來操作儀器和電子設備。當太空船在火星後方消失時，太陽能的功率會發生變化，每個軌道大約15 分鐘。奧德賽號的所有儀器要正常運作，溫度必須保持平衡。

「奧德賽」專案經理、JPL的約瑟夫-亨特（Joseph Hunt）說：『要想讓一項任務持續如此之久，同時保持科學規劃和執行的歷史時間表，以及創新的工程實踐，這需要細緻的監控。

編譯自/ ScitechDaily