火星快車號

火星快車號（Mars Express）亦稱火星特快車，是歐洲太空總署的火星探測衛星，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號登陸器，小獵犬2號登陸後因太陽能板未全部展開無法露出通訊天線，故歐洲太空總署無法和小獵犬2號建立通訊，登陆任務失敗，但快车号继续环绕火星轨道至今。因為火星快車號绕轨至今的資料極具科學價值，且任務內容極具有調整彈性，现在仍在为后续開始进行的火星探测任務提供帮助，例如天问一号[1]。

火星快車號
Mars Express
火星快車號想像圖
任务类型火星軌道器
运营方歐洲太空總署
国际卫星标识符2003-022A
衛星目錄序號27816
网站exploration.esa.int/mars
任務時長原定2年
目前已運作：
20年10个月又7天
20年3个月又15天（於火星轨道）
航天器属性
發射質量1,123（2,476磅）
乾質量666（1,468磅）
功率460 瓦
任務開始
發射日期2003年6月2日
17時45分整 UTC
运载火箭聯盟-FG/弗雷格特
發射場拜科努爾太空發射場 31/6
承包方Starsem
軌道參數
参照系火星周回軌道
離心率0.571
近火點298 km（185 mi）
遠火點10,107 km（6,280 mi）
傾角86.3 度
週期7.5 小時
火星軌道器
航天器组件火星快車號
入軌2003年12月25日
3時整 UTC
火星時 46206 08:27 AMT
火星
航天器组件小獵犬2號
著陸日期2003年12月25日
2時54分 UTC
 

科學儀器

火星快車號的科學儀器酬載總重為116公斤[2][3]。

  • 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[4][5]。
  • 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[5]。
  • 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[5]。
  • 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）[5][6]。
  • 太空電漿與高能原子分析儀（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交互作用[5]。
  • 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[5]。
  • Mars Express Lander Communications (MELACOM)：由英國負責，做為火星快車號與火星表面登陸器聯絡用。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。

科學儀器原始網站
  • 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]

科學發現與重要事件

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。

2000年代
  • 2003年12月19日，釋放小獵犬2號，原定12月25日著陸，但登陸開始後ESA與小獵犬2號失聯。
  • 2004年1月23日，ESA宣佈在OMEGA於同年1月18日的光譜資料中，發現火星南極冠有水冰。
  • 2004年1月28日，Mars Express到達最終環繞科學軌道
  • 2004年2月6日，ESA宣佈確認小獵犬2號失蹤。登陸任務失敗。
  • 2004年3月17日，確定火星極冠有85%的乾冰和15%的水冰[14]。
  • 2004年3月30日，宣佈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，現已計劃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[15]。
  • 2004年4月28日，ESA宣佈MARSIS的天線延遲使用。
  • 2004年7月15日，公布從PFS的資料中發現火星大氣層中含有氨。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[16]。
  • 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。
  • 2005年2月8日，ESA傳送「綠燈」訊號給延遲部署的MARSIS天線[17]。計畫在2005年5月初啟用。
  • 2005年5月，第一個MARSIS的天線成功展開並部署完成[18]。一開始沒有任何問題，但之後發現其中一部份並未鎖定[19]。第二個天線的佈署將延後以進行進一步的問題分析。
  • 2005年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[20]。
  • 2005年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[21]。
  • 2005年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[22]。
  • 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[23]。
  • 2006年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1月，首次和NASA/SPL的合作進行以支援NASA將在2008年5月登陸的鳳凰號。
  • 2007年2月，一個原本只用於觀察登陸艇脫離的攝影機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"。
  • 2007年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[24]。
  • 2007年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[25]。
  • 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[26]。
  • 2009年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[27]。

2010年代
  • 2011年8月-2012年2月，火星快車因故暫停科學儀器運作[29]。
  • 2012年2月16日，恢復所有的科學儀器運作。而且仍有足夠的燃料供運行長達 14 年之久。[30]
  • 2013年，火星快車號製作了一張近乎完整的火星表面地形圖。[31]
  • 2013年12月29日，火星快車執行了迄今為止最接近火衛一的飛越
  • 2018年7月，火星快車號發現火星上有一個冰下湖，位於南極冰蓋下方 1.5 公里處，寬約 20 公里，這是第一個已知火星上的穩定水體。[32][33][34][35]
  • 2018年12月，火星快車傳回寬80公里的科羅廖夫撞擊坑的影像，顯示撞擊坑中有2200立方公里的水冰(相較之下青海湖的總水量為105立方公里。)[36]
  • 2019年，ESA指出發現火星有全球性地下水系統存在的證據。[37]

2020年代
  • 2020年9月，發現火星上還有三個冰下湖泊，均位於南極冰蓋下方 1.5 公里，而第一個發現的湖泊，寬度已經被修正為30公里寬，新發現的3個較小的湖泊環繞在它周圍，也都有幾公里寬。[38]

參見

參考資料
  1. . [2010-03-30]. （原始内容存档于2013-05-02）.
  2. Andrew Wilson, Agustin Chicarro. . Noordwijk, Netherlands: ESA Publications Division. 2004 [2010-03-29]. ISBN 92-9092-556-6. （原始内容存档于2011-05-23）.
  3. . [2010-03-29]. （原始内容存档于2010-02-09）.
  4. Bibring JP, Langevin Y, Mustard JF, Poulet F, Arvidson R, Gendrin A, Gondet B, Mangold N, Pinet P, Forget F. . Science. 2006, 312 (5772): 400–404. PMID 16627738. doi:10.1126/science.1122659.
  5. A.F. Chicarro, "MARS EXPRESS MISSION: Overview and Scientific Observations," 5th International Conference on Mars, Pasadena, CA, 1999. abstract （页面存档备份，存于）
  6. . [2010-03-29]. （原始内容存档于2007-07-07）.
  7. . [2010-03-29]. （原始内容存档于2010-12-18）.
  8. . [2010-03-29]. （原始内容存档于2010-04-25）.
  9. Comunicati stampa » Registrati gratis e pubblica i tuoi testi! 的存檔，存档日期2013-05-02.
  10. Institut d'astrophysique spatiale - content_mars 的存檔，存档日期2007-03-03.
  11. . [2007-03-07]. （原始内容存档于2007-02-11）.
  12. （德文） Geophysik am Insitut für Geophysik und Meteorologie (IGM) der Univertität zu Köln （页面存档备份，存于）
  13. . [2010-03-29]. （原始内容存档于2010-07-07）.
  14. "Water at Martian south pole" （页面存档备份，存于） - March 17, 2004 ESA Press release. URL accessed March 17, 2006.
  15. Formisano V, Atreya S, Encrenaz T, Ignatiev N, Giuranna M. . Science. 2004, 306 (5702): 1758–1761. PMID 15514118. doi:10.1126/science.1101732.
  16. . [2010-09-19]. （原始内容存档于2012-10-16）.
  17. . [2010-09-22]. （原始内容存档于2012-10-16）.
  18. . [2010-09-22]. （原始内容存档于2016-06-04）.
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  20. . [2010-09-22]. （原始内容存档于2012-07-31）.
  21. . [2010-09-22]. （原始内容存档于2012-07-28）.
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  25. . ESA News. European Space Agency. 2007-06-28 [2007-06-28]. （原始内容存档于2012-10-17）.
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  29. . sci.esa.int. [2021-07-09]. （原始内容存档于2021-12-16） （美国英语）.
  30. . SPACEFLIGHT NOW. 2012-02-15 [2021-07-09]. （原始内容存档于2016-06-11） （英语）.
  31. Gibney, Elizabeth. . Nature. 2013-10-28 [2021-07-09]. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/nature.2013.14041. （原始内容存档于2021-12-27） （英语）.
  32. Orosei, R.; et al. . Science. July 25, 2018, 361 (6401): 490–493 [July 25, 2018]. Bibcode:2018Sci...361..490O. PMID 30045881. arXiv:2004.04587 可免费查阅. doi:10.1126/science.aar7268 可免费查阅. hdl:11573/1148029. （原始内容存档于2018-07-25）.
  33. Chang, Kenneth; Overbye, Dennis. . The New York Times. July 25, 2018 [July 25, 2018]. （原始内容存档于2018-07-25）.
  34. . EurekAlert. July 25, 2018 [July 25, 2018]. （原始内容存档于2018-07-25）.
  35. . BBC News. July 25, 2018 [July 25, 2018]. （原始内容存档于2018-07-25）.
  36. . the Guardian. 2018-12-21 [2021-07-09]. （原始内容存档于2020-02-08） （英语）.
  37. . www.esa.int. [2021-07-09]. （原始内容存档于2021-11-14） （英语）.
  38. Lauro, Sebastian Emanuel; Pettinelli, Elena; Caprarelli, Graziella; Guallini, Luca; Rossi, Angelo Pio; Mattei, Elisabetta; Cosciotti, Barbara; Cicchetti, Andrea; Soldovieri, Francesco; Cartacci, Marco; Di Paolo, Federico; Noschese, Raffaella; Orosei, Roberto. . Nature Astronomy (Springer Nature Limited). 28 September 2020, 5: 63–70. ISSN 2397-3366. S2CID 222125007. arXiv:2010.00870 可免费查阅. doi:10.1038/s41550-020-1200-6 （英语）.
  39. . 2021-10-27 [2022-06-06]. （原始内容存档于2021-12-31） （英语）.

外部連結
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