美国宇航局的火星奥德赛轨道器捕捉到巨型火山，接近绕行10万圈

Josiah02

美国宇航局寿命最长的火星机器人将于 6 月 30 日迎来新的里程碑：自 23 年前发射以来，它已绕火星飞行了 10 万次。在此期间，2001 年火星奥德赛轨道器一直在绘制火星表面的矿物和冰图，确定未来任务的着陆点，并将美国宇航局的探测车和着陆器的数据传送到地球。
科学家们最近利用轨道器的相机拍摄了一张令人惊叹的奥林匹斯山新照片，这是太阳系中最高的火山。这张照片是奥德赛团队持续努力提供火星地平线高空视图的一部分。（第一张这些照片于 2023 年底发布。）与地球宇航员登上国际空间站的视角类似，该视图使科学家能够更多地了解火星上的云层和空气中的尘埃。
最新的地平线照片拍摄于 3 月 11 日，捕捉到了奥林匹斯山的壮丽景色。这座盾形火山的底部绵延 373 英里（600 公里），海拔 17 英里（27 公里）。
美国宇航局的 2001 火星奥德赛轨道器于 2024 年 3 月 11 日拍摄了这张太阳系最高火山奥林匹斯山的照片。除了提供前所未有的火山视野外，这张照片还有助于科学家研究大气中的不同物质层，包括云层和尘埃。图片来源：NASA/JPL-Caltech/ASU
“通常我们从上往下看到的奥林匹斯山呈狭长条状，但通过将航天器转向地平线，我们可以在一张图片中看到它在整个地貌中有多大，”奥德赛号项目科学家、管理该任务的美国宇航局南加州喷气推进实验室的杰弗里·普劳特 (Jeffrey Plaut) 说。“这幅图像不仅壮观，还为我们提供了独特的科学数据。”
除了提供云层和尘埃的定格画面外，这些跨越多个季节拍摄的图像还可以让科学家更详细地了解火星大气层。
大气层底部的蓝白色带暗示了初秋时该位置的尘埃数量，而此时正是沙尘暴开始兴起的时期。上方的紫色层可能是由于行星的红色尘埃与一些蓝色水冰云混合而成。最后，在图像顶部，可以看到水冰云在天空中高出约 31 英里（50 公里）的地方形成蓝绿色层。
美国宇航局火星奥德赛轨道器的副项目科学家劳拉·克伯 (Laura Kerber) 解释了该航天器在 2023 年 5 月拍摄到的红色星球图像与国际空间站拍摄的地球图像相似的原因和方式。
他们是如何拍摄照片的
该轨道器以阿瑟·克拉克的经典科幻小说《2001：太空漫游》命名，它使用一种名为“热发射成像系统”（THEMIS）的热敏相机拍摄了这一场景，该系统由坦佩亚利桑那州立大学建造和运营。但由于该相机是用来俯视地表的，因此拍摄地平线照片需要额外的规划。
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，甚至可以缓慢翻转来观察火星的小卫星火卫一和火卫二。
最近的地平线成像是多年前在美国宇航局 2008 年凤凰号任务和 2012 年好奇号探测器着陆期间作为一项实验而设计的。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发挥了重要的数据传递作用。
为了将重要的工程数据传送到地球，奥德赛号的天线必须对准新抵达的航天器及其着陆椭圆。科学家们发现，为执行这项任务而定位奥德赛号的天线意味着 THEMIS 将指向行星的地平线，这让他们非常好奇。
“我们决定打开相机，看看它看起来怎么样，”奥德赛号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 (Steve Sanders) 说道。洛克希德马丁公司制造了奥德赛号，并与 JPL 的任务负责人一起协助进行日常操作。“基于这些实验，我们设计了一个序列，让 THEMIS 的视野在我们绕行星飞行时始终位于地平线的中心。”
漫长太空漫游的秘密
奥德赛号成为除地球外在行星轨道上运行时间最长的飞行任务的秘诀是什么？
“物理学为我们做了很多艰苦的工作，”桑德斯说。“但我们必须一次又一次地处理微妙的事情。”
这些变量包括燃料、太阳能和温度。为了确保奥德赛节约使用燃料（肼气），工程师必须计算剩余燃料量，因为航天器没有燃料表。奥德赛依靠太阳能来操作其仪器和电子设备。当航天器每绕火星轨道飞行约 15 分钟时，太阳能会发生变化。而且温度需要保持平衡，才能使奥德赛的所有仪器正常工作。
“需要仔细监控才能让任务持续这么长时间，同时保持科学规划和执行的历史时间表以及创新的工程实践，”奥德赛号项目经理、喷气推进实验室的约瑟夫·亨特 (Joseph Hunt) 说道。“我们期待在未来几年收集更多伟大的科学成果。