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火星全球探勘者号本文重定向自 火星全球勘測者

(重定向自火星全球勘察者)
火星全球探勘者号
Mars global surveyor.jpg
所属组织美国国家航空航天局
任务类型环绕
入轨时间1997年9月11日
发射时间1996年11月7日
发射手段德尔它-2运载火箭
任务时长1996年11月7日-2006年11月5日
官方网站Mars Global Surveyor
质量1030.5 kg
轨道参数
离心率.7126
倾角93°
远拱点17836 km
近拱点171.4 km
周期11.64 h
火星全球探勘者号任务徽章

火星全球探勘者号,或翻译为火星全球测量者号Mars Global Surveyor, MGS),是美国国家航空航天局火星探测卫星,也开启新一波的火星探测计划,于1996年11月7日升空,并在2006年11月2日因为失联结束任务。

科学仪器

火星全球探勘者号配置图

火星全球探勘者号总共搭载五项科学仪器:

  • 火星轨道摄影机(Mars Orbiter Camera,MOC)
  • 火星轨道激光测高仪(Mars Orbiter Laser Altimeter,MOLA)
  • 热辐射光谱仪(Thermal Emission Spectrometer, TES)
  • 磁力仪与电子反射仪(Magnetometer and electron reflectometer,MAG/ER)
  • USO/RS Ultrastable Oscillator for Doppler measurements
  • 火星信号中继器(Mars Relay),讯号接收器

火星轨道摄影机总共有三个仪器,一个窄视野的摄影机负责拍摄分辨率较高(1.5-12 m/pixel)的黑白影像,一个可拍摄红色和蓝色影像的摄影机拍摄背景影像(分辨率 240 m/pixel),第三个则拍摄每日全球影像(分辨率 7.5 km/pixel)。MOC在4.8个火星年,1997年到2006年中传回了超过24万幅影像。高分辨率影像的幅宽约1.5或3.1公里,但为了显示某些特定地区的地表特征,大多数的图幅宽会较小。高分辨率影像的长度约3至10公里。当拍摄高分辨率影像时也同时拍摄较低分辨率的背景影像,作为指出高分辨率影像拍摄位置之用。背景影像一般长宽是115.2公里,分辨率 240 m/pixel。

火星全球测绘

这个由火星全球探勘者号拍摄的影像在火星上相当于1500米宽的范围。影像中可见位在萨瑞南高地(Sirenum Terra)内牛顿撞击坑壁的山沟。在地球上类似的地形是流水造成的,但火星表面气温和气压过低,液态水无法存在。尽管如此,许多科学家假设火星表面下存在的地下水有时会流到表面,在被冰冻或蒸发前侵蚀火星表面,产生槽沟和河道
使用火星全球探勘者号上的火星卫星激光测高仪资料绘制的火星地形图

火星全球探勘者号环绕火星的周期是117.65分钟,轨道高度378公里。其轨道是接近正圆形的,且经过极点正上方附近(倾斜角度93°)。选择这个高度的轨道是为了以太阳同步轨道环绕火星,所以MGS所拍摄火星表面的影像是同一个地表区域在不同日子也会以相同的照明条件下被拍摄。在每个轨道之下,MGS拍摄火星表面会因为火星的自转而向西偏移28.62°。实际上,MGS总是在14:00以跟太阳一样的速度从一个时区移动到另一个时区。在7个火星的太阳日和环绕火星88次以后,MGS会以近似的路线重新经过之前的路线,但会向东偏移59公里;这确保了MGS可以探测整个火星表面。

在MGS的延伸任务中进行了研究火星表面以外的研究。MGS常进行滚动和俯仰动作以在轨道最低点以外的地方拍摄影像。

MGS的MOC于1998年拍摄的弗伯斯巨石(Phobos monolith,影像中心的右方),影像编号55103 (MOC Image 55103)。

此外,MGS也拍摄了其他火星探测器和火星的卫星。1998年MGS的MOC拍摄了火卫一上的一块独立巨石,被称为弗伯斯巨石(Phobos monolith),影像编号55103。

主要任务结果

火星全球探勘者号在主要任务期间(1996年至2001年)的探测成果发表在《地球物理研究期刊》(Journal of Geophysical Research),作者是 M. Malin 和 K. Edgett。MGS的发现如下:

  • 火星上发现了至少10公里厚的地层。要形成如此厚度的地层必须要有大量的物质被风化、搬运和沉积。
  • 火星北半球可能和南半球一样有大量撞击事件,但大部分在北半球的撞击坑已被埋在沉积层下。
  • 撞击坑等许多地表特征曾被覆盖,近年重新出现。
  • 数百条因为液态水而形成的溪谷被发现,且可能是近年形成。
  • 火星表面大范围的地层覆盖了所有的陡峭斜坡。这些地层表面有的平坦,有的有许多坑洞。部分科学家认为可能是因为地下的冰升华成水蒸气后散逸。
  • 部分区域被赤铁矿覆盖。赤铁矿代表了该区域可能曾经有液态水。
  • 火星表面的暗色条纹是因为尘卷风而形成。尘卷风痕迹英语Dust devil tracks被发现经常变化,甚至一个月就改变型态。
  • 火星南极冠发现类似“瑞士乳酪”的地表特征。表面的洞深度约数米。每年洞的体积持续变大,火星现在可能在暖化中。
  • MGS上的热辐射光谱仪(Thermal Emission Spectrometer, TES)发现整个火星表面几乎都被火山岩覆盖。
  • 数百个房屋大小的巨砾在某些区域被发现;这代表火星表面有物质足以互相凝聚,甚至在往下坡移动的时候。大多数巨砾发现在火山岩区域,因此这些具利可能是从熔岩流平原风化生成。
  • 数千条陡坡上的暗条纹被发现;大部分科学家相信这是因为尘土崩落造成。但有部分科学家认为可能和液态水有关系。

火星探测漫游者通讯次系统

火星全球探勘者号是火星探测漫游者与地球联络的中继通讯卫星。这个功能直到2008年9月仍然有效。

火星全球探勘者号与广义相对论:兰斯-蒂林效应实验

火星全球探勘者号的资料也可以进行广义相对论的参考系拖拽实验。

发现火星表面水的存在

2006年12月6日从NASA释出的照片发现,在萨瑞南高地(Terra Sirenum)和半人马山(Centauri Montes)发现在1999至2001年间有液态水的地理特征。

数百条可能是因为水流而形成的溪谷被认为可能是近年才形成的,这些溪谷出现在陡坡和特定纬度的区域。

有数条河道内部甚至有可以保留液态水的较小河道,这些河道中最有名的是纳内迪谷(Nanedi Valles)和尼尔格谷(Nirgal Vallis)。

其他图片

计划大事记

  • 1996年11月7日:发射
  • 1997年9月11日:到达火星并进入轨道
  • 1999年4月1日:主要测绘任务开始
  • 2001年2月1日:第一次延伸任务开始
  • 2002年2月1日:第二次延伸任务开始
  • 2003年1月1日:中继任务开始
  • 2004年3月30日:拍摄精神号前85个火星平均太阳日经过之处轮胎的轨迹。
  • 2004年12月1日:科学与支援任务开始
  • 2005年4月:火星全球探勘者号是第一个在地球以外行星拍摄其他太空探测器的探测器。MGS拍摄了两张2001火星奥德赛号的照片和一张火星快车号的照片。
  • 2006年10月1日:预定2年的延伸任务开始。
  • 2006年11月2日:因为太阳能板重定位发生错误,失去通讯。
  • 2006年11月5日:侦测到弱讯号,代表MGS在等待指令,不久讯号中断。
  • 2006年11月21日:NASA宣布MGS任务结束
  • 2006年12月6日:NASA公开MGS拍摄到新的山沟影像,证明液态水仍在火星存在。
  • 2007年4月13日:NASA公布MGS失联的报告。

参见

外部链接


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