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火星快车号

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火星快車號
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火星快车号（Mars Express）亦称火星特快车，是欧洲太空总署的火星探测卫星，也是该署首次火星探测计划。火星快车号包括两个部分：火星快车号卫星与小猎犬2号登陆器，小猎犬2号登陆后因太阳能板未全部展开无法露出通讯天线，故欧洲太空总署无法和小猎犬2号建立通讯，登陆任务失败，但快车号继续环绕火星轨道至今。因为火星快车号绕轨至今的资料极具科学价值，且任务内容极具有调整弹性，现在仍在为后续开始进行的火星探测任务提供帮助，例如天问一号[1]。

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科学仪器

火星快车号的科学仪器酬载总重为116公斤[2][3]。

  • 光学与红外矿物光谱仪（法语：Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité, OMEGA）：由法国负责，OMEGA可以分辨率100 m/pixel判断火星表面矿物成分[4][5]。
  • 紫外与红外大气光谱仪（Ultraviolet and Infrared Atmospheric Spectrometer，SPICAM）：由法国负责。测定大气成分[5]。
  • 地表下探测雷达/高度仪（Sub-Surface Sounding Radar Altimeter，MARSIS）：由意大利负责。是雷达高度仪。用来决定地表下组成，尤其是水冰[5]。
  • 行星傅立叶光谱仪（Planetary Fourier Spectrometer，PFS）：由意大利负责。观测气温与气压（2005年9月暂停）[5][6]。
  • 太空等离子与高能原子分析仪（Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms，ASPERA）：由瑞典负责。观测火星高层大气与太阳风交互作用[5]。
  • 高分辨率立体相机（High Resolution Stereo Camera，HRSC）：由德国负责。对火星表面拍摄最高分辨率2m/pixel的彩色影像[5]。
  • 火星电波科学实验仪（Mars Radio Science Experiment，MaRS）：使用通讯次系统的电波讯号研究火星大气、表面、地下、重力场以及在火星合（Solar conjunction）的时候观测日冕密度。
  • 一个观察小猎犬二号脱离的摄影机。
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科学仪器原始网站

  • HRSC FU Berlin[7]
  • MARSIS Uni Roma "La Sapienza"[8]
  • PFS IFSI/INAF[9]
  • SPICAM
  • OMEGA Institut Astrophysique Spatial[10]
  • MELACOM Qinetiq[11]
  • MRSE Uni Köln[12]
  • ASPERA[13]

科学发现与重要事件

火星快车号已环绕火星超过五千次，并传回大量资料与地表影像。

2000年代

  • 2003年12月19日，释放小猎犬2号，原定12月25日着陆，但登陆开始后ESA与小猎犬2号失联。
  • 2004年1月23日，ESA宣布在OMEGA于同年1月18日的光谱资料中，发现火星南极冠有水冰。
  • 2004年1月28日，Mars Express到达最终环绕科学轨道
  • 2004年2月6日，ESA宣布确认小猎犬2号失踪。登陆任务失败。
  • 2004年3月17日，确定火星极冠有85%的干冰和15%的水冰[14]。
  • 2004年3月30日，宣布在火星大气层内发现甲烷。虽然甲烷含量相当少，这对于科学家是极大的鼓舞。因为甲烷从火星大气层逃逸的速度很快，这代表至今仍有固定的来源向火星大气层释放甲烷。因为甲烷的来源可能是微生物，现已计划判定资料可靠性和探测火星特定地区，希望能找到甲烷的固定来源[15]。
  • 2004年4月28日，ESA宣布MARSIS的天线延迟使用。
  • 2004年7月15日，公布从PFS的资料中发现火星大气层中含有氨。就像是先前从火星大气层中发现的甲烷，氨在火星大气层中逃逸速度相当快，必须要随时补充。这指出生物或地质作用活动仍存在，但仍有待发现[16]。
  • 2005年，ESA的科学家报告在OMEGA（光学与红外矿物光谱仪，英语：Visible and Infrared Mineralogical Mapping Spectrometer, 法语：Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité）的资料显示在火星上存在水合硫酸盐、硅酸盐等多种造岩矿物。
  • 2005年2月8日，ESA传送“绿灯”讯号给延迟部署的MARSIS天线[17]。计划在2005年5月初启用。
  • 2005年5月，第一个MARSIS的天线成功展开并部署完成[18]。一开始没有任何问题，但之后发现其中一部分并未锁定[19]。第二个天线的布署将延后以进行进一步的问题分析。
  • 2005年5月11日，利用太阳的热能使MARSIS天线的元件膨胀，最后一部分成功锁定[20]。
  • 2005年6月14日，第二个天线部署完成；6月16日ESA公布已成功部署[21]。
  • 2005年6月22日，ESA公布MARSIS已经可以进行操作，并且将在不久后取得资料。第三个天线在6月17日成功部署，并在6月19日成功完成通讯测试[22]。
  • 2006年9月21日，Mars Express的高分辨率立体相机（High Resolution Stereo Camera, HRSC）取得塞东尼亚区的资料，这是有名的“火星人脸”所在地。这区域因为1976年NASA的海盗1号拍摄的照片而闻名。Mars Express拍摄的照片分辨率约13.7 m/pixel[23]。
  • 2006年12月，在NASA JPL的火星全球探勘者号（Mars Global Surveyor, MGS）失联后，Mars Express团队被要求配合寻找的行动，但不成功。
  • 2007年1月，首次和NASA/SPL的合作进行以支援NASA将在2008年5月登陆的凤凰号。
  • 2007年2月，一个原本只用于观察登陆艇脱离的摄影机VMC已经重新启用，第一个任务就是让学生参与"Command Mars Express Spacecraft and take your own picture of Mars"。
  • 2007年2月23日，因为Mars Express传回大量重要的科学资料，ESA的Science Program Committee（SPC）决定将任务延伸到2009年5月[24]。
  • 2007年6月28日，Mars Express的高分辨率立体相机（High Resolution Stereo Camera, HRSC）在火星的艾奥利斯桌山群拍摄到了板块运动的特征[25]。
  • 2008年，Mars Express团队获得亚瑟·克拉克爵士奖中的Best Corporate/Team Achievement。
  • 2009年2月4日，ESA的Science Programme Committee将火星特快车的任务延伸到同年12月31日[26]。
  • 2009年10月7日，ESA的Science Programme Committee确定将火星特快车的任务延伸至2012年12月31日[27]。
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2010年代

  • 2011年8月-2012年2月，火星快车因故暂停科学仪器运作[29]。
  • 2012年2月16日，恢复所有的科学仪器运作。而且仍有足够的燃料供运行长达 14 年之久。[30]
  • 2013年，火星快车号制作了一张近乎完整的火星表面地形图。[31]
  • 2013年12月29日，火星快车执行了迄今为止最接近火卫一的飞越
  • 2018年7月，火星快车号发现火星上有一个冰下湖，位于南极冰盖下方 1.5 公里处，宽约 20 公里，这是第一个已知火星上的稳定水体。[32][33][34][35]
  • 2018年12月，火星快车传回宽80公里的科罗廖夫撞击坑的影像，显示撞击坑中有2200立方公里的水冰(相较之下青海湖的总水量为105立方公里。)[36]
  • 2019年，ESA指出发现火星有全球性地下水系统存在的证据。[37]
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2020年代

  • 2020年9月，发现火星上还有三个冰下湖泊，均位于南极冰盖下方 1.5 公里，而第一个发现的湖泊，宽度已经被修正为30公里宽，新发现的3个较小的湖泊环绕在它周围，也都有几公里宽。[38]

参见

参考资料

外部链接

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