美国宇航局的火星奥德赛轨道飞行器:绘制红色星球的历史性20年

奥德赛航天器在火星的南极

在这幅艺术家的概念图中,美国宇航局的奥德赛号火星探测器正从火星南极上空经过。该航天器自2001年10月24日以来一直围绕火星轨道运行。来源:美国国家航空航天局/姓名

二十年来,红星球最长的航天器有助于定位水冰,评估着陆地点,并研究地球的神秘卫星。

美国国家航空航天局'2001年火星奥德赛航天器20年前于4月7日推出,使其成为红色星球上最古老的航天器。The orbiter, which takes its name from Arthur C. Clarke’s classic sci-fi novel “2001: A Space Odyssey” (Clarke blessed its use before launch), was sent to map the composition of the Martian surface, providing a window to the past so scientists could piece together how the planet evolved.

美国宇航局2001火星奥德赛号发射

2001年4月7日美国东部时间上午11点02分,人们观看着一架波音德尔塔II型火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,搭载着美国宇航局的2001年火星奥德赛号宇宙飞船进入太空,开始了为期7个月的火星之旅。来源:美国国家航空航天局

但它的完成远远超过了,揭开了水冰,作为其他航天器的关键通讯联系,并帮助铺平不仅仅是为了更安全的着陆,而且是未来的宇航员。

以下是奥德赛的部分成就。

映射火星冰

奥德赛公司20年的数据为研究人员确定地点提供了便利水冰被锁在地球上。了解火星上的水循环 - 一个又一次潮湿的星球,就像地球一样 - 提供洞察力随着时间的推移所改变的方式:今天如何在这个星球上移动?行星的倾斜是否会影响冰稳定的地方?Odyssey的发现帮助筹码了这些问题。

火星上的蓝色沙丘

黑暗沙丘的海面,被风雕刻成长线,围绕着北极帽,覆盖着德克萨斯州大的区域。信用:NASA / JPL-CALTECH / ASU

“在奥德赛之前,我们不知道这家水在地球上储存在哪里,”美国宇航局南部加州南部加州的喷射推进实验室杰弗里·普拉特·杰弗里·普拉特(南部)领导奥德赛特派团。“我们从轨道第一次检测到它,后来证实它在那里使用了凤凰兰德。”

储存水冰也需要帮助宇航员在火星上生存,并为他们的航天器提供燃料。(事实上,宇航员是奥德赛号上的一个仪器关注的焦点,该仪器测量了他们在2003年停止工作之前需要应对的空间辐射。)轨道飞行器使用伽玛射线谱仪(GRS)探测器发现了水冰,该探测器已被证明是一个有能力搜寻近地表氢的探测器——水冰的替代品。GRS可以测量火星表面不同元素的数量,也可以作为NASA星际伽玛射线爆发(GRB)探测网络的一个节点,该网络可以识别GRB的源位置,以便后续的天文观测。

火星奥德赛双峡山口

这个主题图像显示了一个双碗火山口。如果陨石在撞击表面之前很快就在两个中断,则单个冲击火山口的典型碗形造成双胞胎。两个圆形爆炸区域相交,产生一个分开一对陨石坑的直壁,而弹出碎片的“翅膀”向侧面喷射。图像占地面积8英里(13公里)。信用NASA / JPL-CALTECH / ASU

火星由什么组成

看几乎任何对火星表面的映射研究,它可能包括奥德赛数据。多年来,使用Odyssey的红外摄像机,称为热发射成像系统或Themis的最完整的MARS全球地图。相机测量表面温度日夜,允许科学家确定存在哪些物理材料,如岩石,沙子或灰尘。其数据根据在火星天的过程中加热或冷却,揭示了这些材料的存在。

净效应二十年的映射的价值?科学家们还没有用数据来映射谷网络和陨石坑,他们也能够发现砂岩,富含铁的岩石,盐等等 - 发现,帮助宽深入了解火星的故事。“夸大了主题全球地图在我们知识中充满了差距,”劳拉·克尔伯说是难以夸大的JPL.奥德赛副项目科学家。

安全的着陆

自从它开始盘旋火星以来,主题已经送回了超过100万的图像。它产生的图像和地图突出了存在危险的存在,例如地形特征和巨石,但它们也通过显示水冰等资源的位置来确保未来宇航员的安全性。这援助火星科学界和美国宇航局决定何处发送着陆器和流浪者 - 包括坚持不懈的流动站,在2021年2月18日触及。

常规打电话回家

从早期开始,奥德赛就作为美国宇航局的漫游者和着陆器的长途呼叫中心,将他们的数据发回地球火星继电器网络.火星接力的想法可以追溯到20世纪70年代,当时两个海盗号着陆器通过轨道器将科学数据和图像发回地球。轨道飞行器可以携带无线电或天线,能够比地面航天器发回更多的数据。但奥德赛号在开始向美国宇航局的“勇气号”和“机遇号”漫游者传送数据时,将这一过程变成了例行程序。

“当双胞胎降落时,使用UHF频率的中继数据的成功是GameChanger,”奥德赛的使命经理JPL克里斯波特说。

每天,漫游者都可以去新的地方,向地球发回新的图像。通过像奥德赛这样的传递,科学家们更快地获得了更多的数据,而公众也得到了更多让人兴奋的火星图像。奥德赛已经支持了超过18000次接力活动。这些天,它与美国宇航局的火星侦察轨道器和MAVEN,以及欧洲航天局的痕量气体轨道器共享通信任务。

奥德西的六个景色的Phobos

截至2020年3月,由主题捕获的Martian Moon Phobos的六个景观。相机测量表面温度日夜。研究每个月亮的热物理有助于科学家在他们的表面上确定材料的性质,就像他们为火星表面所做的那样。信用:NASA / JPL-CALTECH / ASU / NAU。信用:NASA / JPL-CALTECH / ASU / NAU

糖果色的卫星

奥德赛公司已经对火星表面进行了彻底的研究,以至于科学家们已经开始转动THEMIS的相机来捕捉火星卫星火卫一和火卫二的独特照片.就像研究火星表面一样,研究每个卫星的热物理学可以帮助科学家确定其表面材料的性质。这些信息可以让我们对它们的过去有所了解:目前还不清楚这些卫星是被小行星捕获的,还是在远古的撞击中被炸飞的火星碎片。

未来的任务,比如日本航天局的火星卫星探索(MMX)飞船,将寻求在这些卫星上着陆。在遥远的将来,太空任务甚至可能在它们上面为宇航员建造基地。如果他们找到了,他们将依赖于一颗轨道飞行器的数据,这颗轨道飞行器在本世纪初开始了它的冒险之旅。

Themis是由亚利桑那州立大学在坦佩的运营。Odyssey的伽玛光谱仪由亚利桑那大学,图森,洛斯阿拉姆斯国家实验室和俄罗斯太空研究所提供。奥德赛项目的主要承包商,丹佛的洛克希德马丁空间,开发并建造了轨道器。特派团业务由洛克希德马丁和普普纳拉德纳的洛克希德·马丁和JPL共同进行。

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