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] 。
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。
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
^ ESA - Mars Express - Mission extensions approved for science missions . [2010-03-30 ] . (原始内容存档 于2013-05-02).
^ Andrew Wilson, Agustin Chicarro. ESA SP-1240 : Mars Express: the scientific payload . Noordwijk, Netherlands: ESA Publications Division. 2004 [2010-03-29 ] . ISBN 92-9092-556-6 . (原始内容存档 于2011-05-23).
^ ESA - Mars Express - Mars Express orbiter instruments . [2010-03-29 ] . (原始内容存档 于2010-02-09).
^ Bibring JP, Langevin Y, Mustard JF, Poulet F, Arvidson R, Gendrin A, Gondet B, Mangold N, Pinet P, Forget F. Global mineralogical and aqueous mars history derived from OMEGA/Mars express data. Science . 2006, 312 (5772): 400–404. PMID 16627738 . doi:10.1126/science.1122659 .
^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 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 ,存于互联网档案馆 )
^ Access : Martian methane probe in trouble : Nature News . [2010-03-29 ] . (原始内容存档 于2007-07-07).
^ Mars Express - The HRSC Camera Experiment PI Group under supervision of Prof. Gerhard Neukum at the FU Berlin . [2010-03-29 ] . (原始内容存档 于2010-12-18).
^ Marsis Home Page . [2010-03-29 ] . (原始内容存档 于2010-04-25).
^ Comunicati stampa » Registrati gratis e pubblica i tuoi testi! 互联网档案馆 的存檔 ,存档日期2013-05-02.
^ Institut d'astrophysique spatiale - content_mars 互联网档案馆 的存檔 ,存档日期2007-03-03.
^ 存档副本 . [2007-03-07 ] . (原始内容 存档于2007-02-11).
^ (德文) Geophysik am Insitut für Geophysik und Meteorologie (IGM) der Univertität zu Köln (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 )
^ ASPERA . [2010-03-29 ] . (原始内容存档 于2010-07-07).
^ "Water at Martian south pole" (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 ) - March 17, 2004 ESA Press release. URL accessed March 17, 2006.
^ Formisano V, Atreya S, Encrenaz T, Ignatiev N, Giuranna M. Detection of methane in the atmosphere of Mars. Science . 2004, 306 (5702): 1758–1761. PMID 15514118 . doi:10.1126/science.1101732 .
^ ESA Portal - Life in Space - Water and methane maps overlap on Mars: a new clue? . [2010-09-19 ] . (原始内容存档 于2012-10-16).
^ ESA Portal - Green light for deployment of ESA's Mars Express radar . [2010-09-22 ] . (原始内容存档 于2012-10-16).
^ BBC NEWS | Science/Nature | First Marsis radar boom deployed . [2010-09-22 ] . (原始内容存档 于2016-06-04).
^ BBC NEWS | Science/Nature | Delay hits Mars radar deployment . [2010-09-22 ] . (原始内容存档 于2016-06-04).
^ ESA Portal - First MARSIS boom successfully deployed . [2010-09-22 ] . (原始内容存档 于2012-07-31).
^ ESA Portal - Smooth deployment for second MARSIS antenna boom . [2010-09-22 ] . (原始内容存档 于2012-07-28).
^ ESA Portal - Mars Express radar ready to work . [2010-09-22 ] . (原始内容存档 于2012-11-11).
^ ESA - Mars Express - Cydonia - the face on Mars . [2010-09-22 ] . (原始内容存档 于2012-11-25).
^ ESA - Mars Express - The planetary adventure continues - Mars Express and Venus Express operations extended . [2010-09-21 ] . (原始内容存档 于2012-10-16).
^ Tectonic signatures at Aeolis Mensae . ESA News. European Space Agency. 2007-06-28 [2007-06-28 ] . (原始内容存档 于2012-10-17).
^ ESA - Mars Express - ESA extends missions studying Mars, Venus and Earth's magnetosphere . [2010-09-19 ] . (原始内容存档 于2012-07-30).
^ ESA - Mission extensions approved for science missions . [2010-03-30 ] . (原始内容存档 于2013-05-02).
^ SpaceFellowship.com Phobos flyby success . [2010-09-15 ] . (原始内容 存档于2014-02-21).
^ ESA Science & Technology - Mars Express observations temporarily suspended . sci.esa.int. [2021-07-09 ] . (原始内容存档 于2021-12-16) (美国英语) .
^ Mars Express back in business at the red planet . SPACEFLIGHT NOW. 2012-02-15 [2021-07-09 ] . (原始内容存档 于2016-06-11) (英语) .
^ Gibney, Elizabeth. Spectacular flyover of Mars . 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) .
^ Orosei, R.; et al. Radar evidence of subglacial liquid water on Mars . Science . July 25, 2018, 361 (6401): 490–493 [July 25, 2018] . Bibcode:2018Sci...361..490O . PMID 30045881 . arXiv:2004.04587 . doi:10.1126/science.aar7268 . hdl:11573/1148029 . (原始内容存档 于2018-07-25).
^ Chang, Kenneth; Overbye, Dennis . A Watery Lake Is Detected on Mars, Raising the Potential for Alien Life - The discovery suggests that watery conditions beneath the icy southern polar cap may have provided one of the critical building blocks for life on the red planet. . The New York Times . July 25, 2018 [July 25, 2018] . (原始内容存档 于2018-07-25).
^ Huge reservoir of liquid water detected under the surface of Mars . EurekAlert . July 25, 2018 [July 25, 2018] . (原始内容存档 于2018-07-25).
^ Liquid water 'lake' revealed on Mars . BBC News . July 25, 2018 [July 25, 2018] . (原始内容存档 于2018-07-25).
^ Mars Express beams back images of ice-filled Korolev crater . the Guardian. 2018-12-21 [2021-07-09 ] . (原始内容存档 于2020-02-08) (英语) .
^ First evidence of planet-wide groundwater system on Mars . www.esa.int. [2021-07-09 ] . (原始内容存档 于2021-11-14) (英语) .
^ 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. Multiple subglacial water bodies below the south pole of Mars unveiled by new MARSIS data. Nature Astronomy (Springer Nature Limited). 28 September 2020, 5 : 63–70. ISSN 2397-3366 . S2CID 222125007 . arXiv:2010.00870 . doi:10.1038/s41550-020-1200-6 (英语) .
^ Mars Express keeps an ear out for Chinese rover – Mars Express . 2021-10-27 [2022-06-06 ] . (原始内容存档 于2021-12-31) (英语) .
外部連結
現役
已退役
未成功發射 未來
已取消計畫 探測
† 未成功完成計畫目標
下划线 表示当前正在执行的任务
斜体 表示尚未发射的任务
符号† 表示在途中或预定任务数据返回之前出现故障