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科學(xué)儀器

  火星全球探勘者號(hào)配置圖

火星全球探勘者號(hào)總共搭載五項(xiàng)科學(xué)儀器 ：

火星軌道攝影機(jī)（Mars Orbiter Camera，MOC）

火星軌道激光測(cè)高儀（Mars Orbiter Laser Altimeter，MOLA）

熱輻射光譜儀（Thermal Emission Spectrometer, TES）

磁力儀與電子反射儀（Magnetometer and electron reflectometer，MAG/ER）

USO/RS Ultrastable Oscillator for Doppler measurements

火星信號(hào)中繼器（Mars Relay），訊號(hào)接收器

火星軌道攝影機(jī)總共有三個(gè)儀器，一個(gè)窄視野的攝影機(jī)負(fù)責(zé)拍攝分辨率較高（1.5-12 m/pixel）的黑白影像，一個(gè)可拍攝紅色和藍(lán)色影像的攝影機(jī)拍攝背景影像（分辨率 240 m/pixel），第三個(gè)則拍攝每日全球影像（分辨率 7.5 km/pixel）。MOC在4.8個(gè)火星年，1997年到2006年中傳回了超過(guò)24萬(wàn)幅影像 。高分辨率影像的幅寬約1.5或3.1公里，但為了顯示某些特定地區(qū)的地表特征，大多數(shù)的圖幅寬會(huì)較小。高分辨率影像的長(zhǎng)度約3至10公里。當(dāng)拍攝高分辨率影像時(shí)也同時(shí)拍攝較低分辨率的背景影像，作為指出高分辨率影像拍攝位置之用。背景影像一般長(zhǎng)寬是115.2公里，分辨率 240 m/pixel 。

火星全球測(cè)繪

  這個(gè)由火星全球探勘者號(hào)拍攝的影像在火星上相當(dāng)于1500米寬的范圍。影像中可見(jiàn)位在薩瑞南高地（Sirenum Terra）內(nèi)牛頓撞擊坑壁的山溝。在地球上類似的地形是流水造成的，但火星表面氣溫和氣壓過(guò)低，液態(tài)水無(wú)法存在。盡管如此，許多科學(xué)家假設(shè)火星表面下存在的地下水有時(shí)會(huì)流到表面，在被冰凍或蒸發(fā)前侵蝕火星表面，產(chǎn)生槽溝和河道

  使用火星全球探勘者號(hào)上的火星衛(wèi)星激光測(cè)高儀資料繪制的火星地形圖

火星全球探勘者號(hào)環(huán)繞火星的周期是117.65分鐘，軌道高度378公里。其軌道是接近正圓形的，且經(jīng)過(guò)極點(diǎn)正上方附近（傾斜角度93°）。選擇這個(gè)高度的軌道是為了以太陽(yáng)同步軌道環(huán)繞火星，所以MGS所拍攝火星表面的影像是同一個(gè)地表區(qū)域在不同日子也會(huì)以相同的照明條件下被拍攝。在每個(gè)軌道之下，MGS拍攝火星表面會(huì)因?yàn)榛鹦堑淖赞D(zhuǎn)而向西偏移28.62°。實(shí)際上，MGS總是在14:00以跟太陽(yáng)一樣的速度從一個(gè)時(shí)區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)時(shí)區(qū)。在7個(gè)火星的太陽(yáng)日和環(huán)繞火星88次以后，MGS會(huì)以近似的路線重新經(jīng)過(guò)之前的路線，但會(huì)向東偏移59公里；這確保了MGS可以探測(cè)整個(gè)火星表面。

在MGS的延伸任務(wù)中進(jìn)行了研究火星表面以外的研究。MGS常進(jìn)行滾動(dòng)和俯仰動(dòng)作以在軌道最低點(diǎn)以外的地方拍攝影像。

  MGS的MOC于1998年拍攝的弗伯斯巨石（Phobos monolith，影像中心的右方），影像編號(hào)55103 (MOC Image 55103)。

此外，MGS也拍攝了其他火星探測(cè)器和火星的衛(wèi)星 。1998年MGS的MOC拍攝了火衛(wèi)一上的一塊獨(dú)立巨石，被稱為弗伯斯巨石（Phobos monolith），影像編號(hào)55103 。

主要任務(wù)結(jié)果

火星全球探勘者號(hào)在主要任務(wù)期間（1996年至2001年）的探測(cè)成果發(fā)表在《地球物理研究期刊》（Journal of Geophysical Research），作者是 M. Malin 和 K. Edgett 。MGS的發(fā)現(xiàn)如下：

火星上發(fā)現(xiàn)了至少10公里厚的地層。要形成如此厚度的地層必須要有大量的物質(zhì)被風(fēng)化、搬運(yùn)和沉積。

MGS拍攝阿拉伯區(qū)的一個(gè)古老撞擊坑?？觾?nèi)地層沉積物可能來(lái)自火山、風(fēng)或者是在水下沉積。左側(cè)另一撞擊坑是底座形撞擊坑。

MGS拍攝的斯基亞帕雷利撞擊坑內(nèi)的地層，位于Sinus Sabaeus區(qū)。

紀(jì)念碑谷（Monument Valley）的地層。目前仍在進(jìn)行地質(zhì)作用中，其中一部分是在水下沉積。火星上發(fā)現(xiàn)了類似的地層，因此火星上的地層可能與水流相關(guān)。

MGS拍攝Aeolis區(qū)的孤峰和地層。

火星北半球可能和南半球一樣有大量撞擊事件，但大部分在北半球的撞擊坑已被埋在沉積層下。

撞擊坑等許多地表特征曾被覆蓋，近年重新出現(xiàn)。

MGS拍攝到諾亞區(qū)的一個(gè)撞擊坑曾被覆蓋，近年因?yàn)榍治g作用而露出。

曾經(jīng)被覆蓋的熔巖流露出地表。

伊斯美紐斯湖區(qū)（Ismenius Lacus）一個(gè)曾被覆蓋，因?yàn)榍治g作用露出的撞擊坑。

火星北半球表面看起來(lái)是平坦的，但有許多撞擊坑被覆蓋。Cebrenia區(qū)有一群撞擊坑部分露出。

數(shù)百條因?yàn)橐簯B(tài)水而形成的溪谷被發(fā)現(xiàn)，且可能是近年形成 。

位于牛頓撞擊坑附近的坑洞北側(cè)環(huán)型山的溪谷群(南緯41.3047°，東經(jīng)192.89°)。影像位于Phaethontis區(qū)。

在Eridania區(qū)內(nèi)開(kāi)普勒撞擊坑以北某坑洞內(nèi)的溪谷。該地形特征也許是古代冰川的遺跡。右側(cè)其中一個(gè)形狀類似舌頭。

凱撒撞擊坑壁內(nèi)的溪谷。一般來(lái)說(shuō)溪谷地形特征經(jīng)常只在撞擊坑一側(cè)被發(fā)現(xiàn)。位于Noachis區(qū)。

戈耳貢混沌地形（Gorgonum Chaos）內(nèi)溪谷的全彩影像。影像位于Phaethontis區(qū)。

火星表面大范圍的地層覆蓋了所有的陡峭斜坡。這些地層表面有的平坦，有的有許多坑洞。部分科學(xué)家認(rèn)為可能是因?yàn)榈叵碌谋A成水蒸氣后散逸。

Phaethontis區(qū)表面近照。表面坑洞可能是因?yàn)榈叵碌谋D(zhuǎn)變成水蒸氣后散逸而造成。

厚層地層覆蓋了大部分的區(qū)域。注意在峭壁表面缺乏巨石。地層邊緣的露頭在影像中黑圈內(nèi)。位于伊斯美紐斯湖區(qū)。

MGS拍攝的地層物質(zhì)影像。

伊斯美紐斯湖區(qū)的峭壁，平坦的地層覆蓋其表面。

部分區(qū)域被赤鐵礦覆蓋。赤鐵礦代表了該區(qū)域可能曾經(jīng)有液態(tài)水 。

火星表面的暗色條紋是因?yàn)閴m卷風(fēng)而形成。 塵卷風(fēng)痕跡 （ 英語(yǔ) ： Dust devil tracks ） 被發(fā)現(xiàn)經(jīng)常變化，甚至一個(gè)月就改變型態(tài) 。

MGS拍攝的艾瑞達(dá)尼亞區(qū)的大和小規(guī)模塵卷風(fēng)痕跡，因?yàn)橐粓?chǎng)大規(guī)模塵卷風(fēng)造成

MGS拍攝的艾瑞達(dá)尼亞區(qū)的開(kāi)普勒撞擊坑的塵卷風(fēng)痕跡。

MGS拍攝的塵卷風(fēng)。

Cebrenia區(qū)活動(dòng)中的塵卷風(fēng)在影像右方出現(xiàn)影子。

火星南極冠發(fā)現(xiàn)類似“瑞士乳酪”的地表特征。表面的洞深度約數(shù)米。每年洞的體積持續(xù)變大，火星現(xiàn)在可能在暖化中 。

1999年至2001年火星南極的變化，注意這兩年中瑞士乳酪形狀的洞穴如何變化。

瑞士乳酪地表特征。影像中最大的桌山地形高度約4米。

瑞士乳酪地形的地層；分成高亮度的上層與低亮度的下層

瑞士乳酪地形近照。多邊形特征可能是因?yàn)闇\槽而造成。

MGS上的熱輻射光譜儀（Thermal Emission Spectrometer, TES）發(fā)現(xiàn)整個(gè)火星表面幾乎都被火山巖覆蓋。

什洛尼爾斯小火山，火星上的眾多火山之一。

塔爾西斯區(qū)的熔巖流。

奧林帕斯山山腳的年輕和年老熔巖流平原。平坦平面的較年輕。較老的熔巖流平原有渠道和在邊緣有類似河堤的地形，這類地形特征在火星許多熔巖流平原常見(jiàn)。

鳳凰湖區(qū)（Phoenicis Lacus）的小火山。影像寬度約1.9英里。

數(shù)百個(gè)房屋大小的巨礫在某些區(qū)域被發(fā)現(xiàn)；這代表火星表面有物質(zhì)足以互相凝聚，甚至在往下坡移動(dòng)的時(shí)候。大多數(shù)巨礫發(fā)現(xiàn)在火山巖區(qū)域，因此這些具利可能是從熔巖流平原風(fēng)化生成。

房屋大小的巨礫在影像中的區(qū)域散布。

這些巨礫位于艾斯克雷爾斯山附近?；鹦巧系幕鹕娇赡苁沁@些巨礫的由來(lái)：硬巨礫由玄武巖組成，足以抵抗火星現(xiàn)在環(huán)境中的侵蝕作用。

數(shù)千條陡坡上的暗條紋被發(fā)現(xiàn)；大部分科學(xué)家相信這是因?yàn)閴m土崩落造成 。但有部分科學(xué)家認(rèn)為可能和液態(tài)水有關(guān)系 。

Labeled Streaks.JPGMGS的相機(jī)發(fā)現(xiàn)火星上的暗條紋。

MGS拍攝到許多條文在觀測(cè)的這幾年中變化

Tikonravev Crater Floor.JPG位于阿拉伯區(qū)的吉洪拉沃夫撞擊坑底部。點(diǎn)選影像可看放大圖觀察陡坡上的暗條紋與地層。

Diacria區(qū)的暗條紋。

火星探測(cè)漫游者通訊次系統(tǒng)

火星全球探勘者號(hào)是火星探測(cè)漫游者與地球聯(lián)絡(luò)的中繼通訊衛(wèi)星。這個(gè)功能直到2008年9月仍然有效 。

火星全球探勘者號(hào)與廣義相對(duì)論：蘭斯-蒂林效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

火星全球探勘者號(hào)的資料也可以進(jìn)行廣義相對(duì)論的參考系拖拽實(shí)驗(yàn) 。

發(fā)現(xiàn)火星表面水的存在

2006年12月6日從NASA釋出的照片發(fā)現(xiàn)，在薩瑞南高地（Terra Sirenum）和半人馬山（Centauri Montes）發(fā)現(xiàn)在1999至2001年間有液態(tài)水的地理特征 。

數(shù)百條可能是因?yàn)樗鞫纬傻南缺徽J(rèn)為可能是近年才形成的，這些溪谷出現(xiàn)在陡坡和特定緯度的區(qū)域 。

有數(shù)條河道內(nèi)部甚至有可以保留液態(tài)水的較小河道，這些河道中最有名的是納內(nèi)迪谷（Nanedi Valles）和尼爾格谷（Nirgal Vallis） 。

納內(nèi)迪峽谷底部的內(nèi)部較小河道，被認(rèn)為可以長(zhǎng)期保留液態(tài)水。

其他圖片

計(jì)劃大事記

1996年11月7日：發(fā)射

1997年9月11日：到達(dá)火星并進(jìn)入軌道

1999年4月1日：主要測(cè)繪任務(wù)開(kāi)始

2001年2月1日：第一次延伸任務(wù)開(kāi)始

2002年2月1日：第二次延伸任務(wù)開(kāi)始

2003年1月1日：中繼任務(wù)開(kāi)始

2004年3月30日：拍攝精神號(hào)前85個(gè)火星平均太陽(yáng)日經(jīng)過(guò)之處輪胎的軌跡。

2004年12月1日：科學(xué)與支援任務(wù)開(kāi)始

2005年4月：火星全球探勘者號(hào)是第一個(gè)在地球以外行星拍攝其他太空探測(cè)器的探測(cè)器。MGS拍攝了兩張2001火星奧德賽號(hào)的照片和一張火星快車號(hào)的照片 。

2006年10月1日：預(yù)定2年的延伸任務(wù)開(kāi)始 。

2006年11月2日：因?yàn)樘?yáng)能板重定位發(fā)生錯(cuò)誤，失去通訊。

2006年11月5日：偵測(cè)到弱訊號(hào)，代表MGS在等待指令，不久訊號(hào)中斷 。

2006年11月21日：NASA宣布MGS任務(wù)結(jié)束

2006年12月6日：NASA公開(kāi)MGS拍攝到新的山溝影像，證明液態(tài)水仍在火星存在。

2007年4月13日：NASA公布MGS的報(bào)告。

參見(jiàn)

火星探測(cè)

太空探索

鎳氫電池

太陽(yáng)系探測(cè)器列表

參考資料

MOC Imaging Phases, Subphases, and Image Identification Numbers. [ 28 May 2006] .

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