火星快車號

火星快車號

火星快車號(Mars Express)是歐洲航天局的火星探測衛星,也是該署首次火星探測計畫。火星快車號包括兩個部份:火星快車號衛星與小獵犬2號登入器,不過小獵犬2號後來失去聯繫,任務失敗。2003年6月2日,火星快車號由聯盟號運載火箭發射升空,至2012年2月,其已經執行任務時間已達8年多,為人類發回很多有價值的科學資料。

基本信息

簡介

火星快車號探測器 火星快車號探測器 歐洲宇航局耗資3億歐元研製的“火星快車”探測器重達1123kg,上面攜帶了歐洲各國的7台科學儀器。按計畫,它從 火星軌道上對火星進行全 火星年(669個火星日,相當於687個地球日)觀測,主要任務是對火星表面進行拍攝。

火星快車號的發射由俄航天部隊在哈薩克斯坦拜科努爾發射場進行,採用的是“聯盟”中型運載火箭。“火星快車”抵達軌道後,它攜帶的“獵兔犬-2”著陸器將與探測器分離,並藉助減速傘在火星赤道以北的伊希迪斯平原降落,對當地的火星表面進行為期180個火星日的考察。“獵兔犬-2”著陸器重45公斤,可以挖掘幾十厘米深的火星表層土壤,並對土壤顆粒進行分析,分辨出180種鹽分、礦物質、水和有機物質。此外,著陸器還可以記錄火星大氣溫度、氣壓和風速等有關數據,並將收集到的信息傳送回地面。

歐洲宇航局第一個火星探測器“火星快車”的成功升空標誌著人類探測火星的活動進入新的活躍期。專家認為它將是世界各國火星探測的重要一環。

攜帶儀器

火星快車號的科學儀器酬載總共116公斤。

光學與紅外礦物光譜儀(法語:Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité, OMEGA):由法國負責,OMEGA可以解析度 100 m/pixel 判斷火星表面礦物成分。 

紫外與紅外大氣光譜儀(Ultraviolet and Infrared Atmospheric Spectrometer, SPICAM):由法國負責。測定大氣成分。 

地表下探測雷達/高度儀(Sub-Surface Sounding Radar altimeter, MARSIS):由義大利負責。是雷達高度儀。用來決定地表下組成,尤其是水冰。 

行星傅立葉光譜儀(Planetary Fourier Spectrometer, PFS):由義大利負責。觀測氣溫與氣壓(2005年9月暫停)。 

太空等離子與高能原子分析儀(Analyzer of Space Plasmas and Energetic Atoms, ASPERA):由瑞典負責。觀測火星高層大氣與太陽風互動作用。

高解析度立體相機(High Resolution Stereo Camera,HRSC):由德國負責。對火星表面拍攝最高解析度 2m/pixel 的彩色影像。 

Mars Express Lander Communications (MELACOM):由英國負責,做為火星快車號與火星表面登入器聯絡用。可和火星探測漫遊者和鳳凰號火星探測器通訊。 

火星電波科學實驗儀(Mars Radio Science Experiment, MaRS):使用通訊次系統的電波訊號研究火星大氣、表面、地下、重力場以及在火星合(Solar conjunction)的時候觀測日冕密度。 

一個觀察小獵犬二號脫離的攝影機

運行過程

火星快車號 火星快車號發回的照片

火星快車號已環繞火星超過五千次,並傳回大量資料與地表影像。

2004年

2004年,當時“火星快車”號探測器的紫外線和紅外線大氣層光譜儀發現火星極光的存在。

1月23日,ESA宣布在OMEGA於同年1月18日的光譜資料中,發現火星南極冠有水冰。 
1月28日,Mars Express到達最終環繞科學軌道 
3月17日,確定火星極冠有85%的乾冰和15%的水冰。
3月30日,宣布在火星大氣層內發現甲烷。雖然甲烷含量相當少,這對於科學家是極大的鼓舞。因為甲烷從火星大氣層逃逸的速度很快,這代表至今仍有固定的來源向火星大氣層釋放甲烷。因為甲烷的來源可能是微生物,現已計畫判定資料可靠性和探測火星特定地區,希望能找到甲烷的固定來源。 
4月28日,ESA宣布MARSIS的天線延遲使用。 
7月15日,公布從PFS的資料中發現火星大氣層中含有。就像是先前從火星大氣層中發現的甲烷,氨在火星大氣層中逃逸速度相當快,必須要隨時補充。這指出生物或地質作用活動仍存在,但仍有待發現。

2005年

2005年,ESA的科學家報告在OMEGA (光學與紅外礦物光譜儀,英語:Visible and Infrared Mineralogical Mapping Spectrometer, 法語:Observatoire pour la Minéralogie, l'Eau, les Glaces et l'Activité)的資料顯示在火星上存在水合硫酸鹽矽酸鹽等多種造岩礦物。 

2月8日,ESA傳送“綠燈”訊號給延遲部署的MARSIS天線。計畫在2005年5月初啟用。 

5月,第一個MARSIS的天線成功展開並部署完成。一開始沒有任何問題,但之後發現其中一部份並未鎖定。第二個天線的布署將延後以進行進一步的問題分析。 
5月11日,利用太陽的熱能使MARSIS天線的元件膨脹,最後一部分成功鎖定。 
6月14日,第二個天線部署完成;6月16日ESA公布已成功部署。 
6月22日,ESA公布MARSIS已經可以進行操作,並且將在不久後取得資料。第三個天線在6月17日成功部署,並在6月19日成功完成通訊測試。 

2006年

9月21日,Mars Express的高解析度立體相機 (High Resolution Stereo Camera, HRSC) 取得塞東尼亞區的資料,這是有名的“火星人臉”所在地。這區域因為1976年NASA的海盜1號拍攝的照片而聞名。Mars Express拍攝的照片解析度約 13.7 m/pixel。 

12月,在NASA JPL的火星全球探勘者號 (Mars Global Surveyor, MGS)失聯後,Mars Express團隊被要求配合尋找的行動,但不成功。 

2007年

藝術家概念中的火星快車軌道器繞火星轉動 藝術家概念中的火星快車軌道器繞火星轉動

1月,首次和NASA/SPL的合作進行以支援NASA將在2008年5月登入的鳳凰號。 
2月,一個原本只用於觀察登入艇脫離的攝影機VMC已經重新啟用,第一個任務就是讓學生參與"Command Mars Express Spacecraft and take your own picture of Mars"。 
2月23日,因為Mars Express傳回大量重要的科學資料,ESA的Science Program Committee (SPC)決定將任務延伸到2009年5月。 
6月28日,Mars Express的高解析度立體相機 (High Resolution Stereo Camera, HRSC) 在火星的艾奧利斯桌山群拍攝到了板塊運動的特徵。 

2008年

Mars Express團隊獲得亞瑟·克拉克爵士獎中的Best Corporate/Team Achievement。

2009年

2月4日,ESA的Science Programme Committee將火星特快車的任務延伸到同年12月31日。
  
10月7日,ESA的Science Programme Committee確定將火星特快車的任務延伸至2012年12月31日。  

2010年

3月5日,飛越火衛一以測量其重力。

2012年

2月,“火星快車”號飛船發回了這個紅色星球的部分表面曾經覆蓋著海洋的強有力的證據。這次發現的沉積物是火星上曾經有水的進一步的證據。研究人員說火星可能曾經覆蓋過兩次海洋,一次是40億年前,當溫暖的條件盛行時;另一次是30億年前,當地下冰融化時。

2013年

1月,歐洲航天局公布了一組“火星快車”探測器拍攝的令人吃驚的照片。照片展示了火星上一條大型河流的遺蹟——長900英里(約合1500公里),寬4英里(約合7公里)的河道。這一發現進一步證明火星曾是一顆濕潤的星球。 11月,歐洲航天局的“火星快車”號飛船利用雷達探測到海床沉積物的跡象。並且將相關數據傳回地球,這是可以證明這顆紅色行星表面曾經被海洋覆蓋的最新有力證據。

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