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火星全球探勘者号

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火星全球探勘者号
所属组织美国国家航空航天局
任务类型环绕
入轨时间1997年9月11日
发射时间1996年11月7日
发射手段德尔它-2运载火箭
任务时长1996年11月7日－2006年11月5日
SATCAT no.24648在维基数据编辑
官方网站火星全球探勘者号
质量1030.5千克
轨道参数
离心率0.7126
倾角93°
远拱点17836 千米
近拱点171.4 千米
周期11.64小时
火星全球探勘者号任务徽章

火星全球探勘者号，或译为火星全球测量者号（Mars Global Surveyor, MGS），是美国国家航空航天局的火星探测卫星，也开启了新一轮的火星探测计划。该探测器于1996年11月7日发射升空，在2006年11月2日因为失联而结束任务。

科学仪器

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火星全球探勘者号配置图

火星全球探勘者号总共搭载五项科学仪器[1]：

火星轨道器相机共有三台，一台窄角相机，可拍摄（黑白）高分辨率图像（通常为1.5至12米/像素）和二台红、蓝广角相机用于拍摄背景（240米/像素）及每日全球成像（每像素7.5公里）。火星轨道器相机在4.8个火星年中，即从1997年到2006年中共发回了超过24万幅图像[2]。高分辨率影像的幅宽约1.5或3.1公里，但为了显示某些特定地区的地表特征，大多数的图幅宽会较小，影像长度约3至10公里。当拍摄高分辨率影像时也同时拍摄较低分辨率的背景影像，作为指出高分辨率影像拍摄位置之用。背景影像一般长宽是115.2公里，分辨率 240 米/像素[3]。

火星全球测绘

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这个由火星全球探勘者号拍摄的影像在火星上相当于1500米宽的范围。影像中可见位在萨瑞南高地（Sirenum Terra）内牛顿撞击坑壁的山沟。在地球上类似的地形是流水造成的，但火星表面气温和气压过低，液态水无法存在。尽管如此，许多科学家假设火星表面下存在的地下水有时会流到表面，在被冰冻或蒸发前侵蚀火星表面，产生槽沟和河道
使用火星全球探勘者号上的火星卫星激光测高仪资料绘制的火星地形图

火星全球探勘者号环绕火星的周期是117.65分钟，轨道高度378公里。其轨道是接近正圆形的，且经过极点正上方附近（倾斜角度93°）。选择这个高度的轨道是为了以太阳同步轨道环绕火星，所以MGS所拍摄火星表面的影像是同一个地表区域在不同日子也会以相同的照明条件下被拍摄。在每个轨道之下，MGS拍摄火星表面会因为火星的自转而向西偏移28.62°。实际上，MGS总是在14:00以跟太阳一样的速度从一个时区移动到另一个时区。在7个火星的太阳日和环绕火星88次以后，MGS会以近似的路线重新经过之前的路线，但会向东偏移59公里；这确保了MGS可以探测整个火星表面。

在MGS的延伸任务中进行了研究火星表面以外的研究。MGS常进行滚动和俯仰动作以在轨道最低点以外的地方拍摄影像。

MGS的MOC于1998年拍摄的弗伯斯巨石（Phobos monolith，影像中心的右方），影像编号55103 (MOC Image 55103)。

此外，MGS也拍摄了其他火星探测器和火星的卫星[4]。1998年MGS的MOC拍摄了火卫一上的一块独立巨石，被称为弗伯斯巨石（Phobos monolith），影像编号55103[5][6]。

主要任务结果

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火星全球探勘者号在主要任务期间（1996年至2001年）的探测成果发表在《地球物理研究期刊》（Journal of Geophysical Research），作者是 M. Malin 和 K. Edgett[7]。火星全球探勘者号的发现如下：

  • 火星上发现了至少10公里厚的地层。要形成如此厚度的地层必须要有大量的物质被风化、搬运和堆积。
  • 火星全球探勘者号拍摄阿拉伯区的一个古老撞击坑。坑内地层沉积物可能来自火山、风或者是在水下沉积。左侧另一撞击坑是底座形撞击坑。
    火星全球探勘者号拍摄阿拉伯区的一个古老撞击坑。坑内地层沉积物可能来自火山、风或者是在水下沉积。左侧另一撞击坑是底座形撞击坑。
  • 火星全球探勘者号拍摄的斯基亚帕雷利撞击坑内的地层，位于示巴湾区。
    火星全球探勘者号拍摄的斯基亚帕雷利撞击坑内的地层，位于示巴湾区。
  • 纪念碑谷的地层。目前仍在进行地质作用中，其中一部分是在水下沉积。火星上发现了类似的地层，因此火星上的地层可能与水流相关。
    纪念碑谷的地层。目前仍在进行地质作用中，其中一部分是在水下沉积。火星上发现了类似的地层，因此火星上的地层可能与水流相关。
  • 火星全球探勘者号拍摄埃俄利斯区的孤峰和地层。
    火星全球探勘者号拍摄埃俄利斯区的孤峰和地层。
  • 火星北半球可能和南半球一样有大量撞击事件，但大部分在北半球的撞击坑已被埋在沉积层下。
  • 撞击坑等许多地表特征曾被覆盖，近年重新出现。
  • 火星全球探勘者号拍摄到挪亚区的一座撞击坑曾被覆盖，近年因为侵蚀作用而露出。
    火星全球探勘者号拍摄到挪亚区的一座撞击坑曾被覆盖，近年因为侵蚀作用而露出。
  • 曾经被覆盖的熔岩流露出地表。
    曾经被覆盖的熔岩流露出地表。
  • 伊斯墨诺斯湖区一座曾被覆盖，因为侵蚀作用露出的撞击坑。
    伊斯墨诺斯湖区一座曾被覆盖，因为侵蚀作用露出的撞击坑。
  • 火星北半球表面看起来较平坦，但有许多撞击坑被覆盖。刻布壬尼亚区有一群撞击坑部分露出。
    火星北半球表面看起来较平坦，但有许多撞击坑被覆盖。刻布壬尼亚区有一群撞击坑部分露出。
  • 数百条因为液态水而形成的溪谷被发现，且可能是近年形成[8][9][10][11]。
  • 火星表面大范围的地层覆盖了所有的陡峭斜坡。这些地层表面有的平坦，有的有许多坑洞。部分科学家认为可能是因为地下的冰升华成水蒸气后散逸。
  • 法厄同区表面近照。表面坑洞可能是因为地下的冰转变成水蒸气后散逸而造成。
    法厄同区表面近照。表面坑洞可能是因为地下的冰转变成水蒸气后散逸而造成。
  • 厚层地层覆盖了大部分的区域。注意在峭壁表面缺乏巨石。地层边缘的露头在影像中黑圈内。位于伊斯墨诺斯湖区。
    厚层地层覆盖了大部分的区域。注意在峭壁表面缺乏巨石。地层边缘的露头在影像中黑圈内。位于伊斯墨诺斯湖区。
  • 火星全球探勘者号拍摄的地层物质影像。
    火星全球探勘者号拍摄的地层物质影像。
  • 伊斯墨诺斯湖区的峭壁，平坦的地层覆盖其表面。
    伊斯墨诺斯湖区的峭壁，平坦的地层覆盖其表面。
  • 部分区域被赤铁矿覆盖。赤铁矿代表了该区域可能曾经有液态水[12]。
  • 火星全球探勘者号拍摄的艾瑞达尼亚区的大和小规模尘卷风痕迹，因为一场大规模尘卷风造成
    火星全球探勘者号拍摄的艾瑞达尼亚区的大和小规模尘卷风痕迹，因为一场大规模尘卷风造成
  • 火星全球探勘者号拍摄的艾瑞达尼亚区的开普勒撞击坑的尘卷风痕迹。
    火星全球探勘者号拍摄的艾瑞达尼亚区的开普勒撞击坑的尘卷风痕迹。
  • 火星全球探勘者号拍摄的尘卷风。
    火星全球探勘者号拍摄的尘卷风。
  • 刻布壬尼亚区活动中的尘卷风在影像右方出现影子。
    刻布壬尼亚区活动中的尘卷风在影像右方出现影子。
  • 火星南极冠发现类似“瑞士干酪”的地表特征。表面的洞深度约数米。每年洞的体积持续变大，火星现在可能在暖化中[14]。
  • 1999年至2001年火星南极的变化，注意这两年中瑞士乳酪形状的洞穴如何变化。
    1999年至2001年火星南极的变化，注意这两年中瑞士乳酪形状的洞穴如何变化。
  • 瑞士干酪特征。影像中最大的桌山地形高度约4米。
    瑞士干酪特征。影像中最大的桌山地形高度约4米。
  • 瑞士干酪特征的地层；分成高亮度的上层与低亮度的下层
    瑞士干酪特征的地层；分成高亮度的上层与低亮度的下层
  • 瑞士干酪特征近照。多边形特征可能是因为浅槽而造成。
    瑞士干酪特征近照。多边形特征可能是因为浅槽而造成。
  • 火星全球探勘者号上的热辐射光谱仪发现整个火星表面几乎都被火山岩覆盖。
  • 什洛尼尔斯小火山，火星上的众多火山之一。
    什洛尼尔斯小火山，火星上的众多火山之一。
  • 塔尔西斯区的熔岩流。
    塔尔西斯区的熔岩流。
  • 奥林帕斯山山脚的年轻和年老熔岩流平原。平坦平面的较年轻。较老的熔岩流平原有渠道和在边缘有类似河堤的地形，这类地形特征在火星许多熔岩流平原常见。
    奥林帕斯山山脚的年轻和年老熔岩流平原。平坦平面的较年轻。较老的熔岩流平原有渠道和在边缘有类似河堤的地形，这类地形特征在火星许多熔岩流平原常见。
  • 凤凰湖区的小火山。影像宽度约1.9英里。
    凤凰湖区的小火山。影像宽度约1.9英里。
  • 数百个房屋大小的巨砾在某些区域被发现；这代表火星表面有物质足以互相凝聚，甚至在往下坡移动的时候。大多数巨砾发现在火山岩区域，因此这些具利可能是从熔岩流平原风化生成。
  • 房屋大小的巨砾在影像中的区域散布。
    房屋大小的巨砾在影像中的区域散布。
  • 这些巨砾位于艾斯克雷尔斯山附近。火星上的火山可能是这些巨砾的由来：硬巨砾由玄武岩组成，足以抵抗火星现在环境中的侵蚀作用。
    这些巨砾位于艾斯克雷尔斯山附近。火星上的火山可能是这些巨砾的由来：硬巨砾由玄武岩组成，足以抵抗火星现在环境中的侵蚀作用。
  • 火星全球探勘者号拍摄到许多条文在观测的这几年中变化
    火星全球探勘者号拍摄到许多条文在观测的这几年中变化
  • 狄阿克里亚区的暗坡条纹。
    狄阿克里亚区的暗坡条纹。

火星探测漫游者通讯次系统

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火星全球探勘者号是火星探测漫游者与地球联络的中继通讯卫星。这个功能直到2008年9月仍然有效[19]。

火星全球探勘者号与广义相对论：兰斯-蒂林效应实验

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主条目：参考系拖拽

火星全球探勘者号的资料也可以进行广义相对论的参考系拖拽实验[20][21][22]。

发现火星表面水的存在

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参见：火星水文

2006年12月6日从美国宇航局发布的照片发现，在塞壬高地和半人马山发现在1999至2001年间有液态水的地理特征[23][24]。

数百条可能是因为水流而形成的冲沟被认为可能是近年才形成的，这些冲沟出现在陡坡和特定纬度的区域[15]。

有数条河道内部甚至有可以保留液态水的较小河道，这些河道中最有名的是纳内迪谷和尼尔格谷[15]。

  • 纳内迪峡谷底部的内部较小河道，被认为可以长期保留液态水。
    纳内迪峡谷底部的内部较小河道，被认为可以长期保留液态水。

其他图片

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  • 2000年10月16日释出的影像。
    2000年10月16日释出的影像。
  • 火星全球探勘者号拍摄的影像。
    火星全球探勘者号拍摄的影像。
  • 火星全球探勘者号拍摄的影像。
    火星全球探勘者号拍摄的影像。
  • 1999年8月10日拍摄的影像。
    1999年8月10日拍摄的影像。
  • 1999年8月10日拍摄的影像。
    1999年8月10日拍摄的影像。
  • 火星全球探勘者号拍摄的精神号登陆地点和行走足迹。
    火星全球探勘者号拍摄的精神号登陆地点和行走足迹。
  • 火星全球探勘者号拍摄的火星快车号。
    火星全球探勘者号拍摄的火星快车号。
  • 火星全球探勘者号拍摄的2001火星奥德赛号。
    火星全球探勘者号拍摄的2001火星奥德赛号。
  • 位于牛顿撞击坑附近的坑洞北侧环型山的冲沟群(南纬41.3047°，东经192.89°)。影像位于法厄同区。
    位于牛顿撞击坑附近的坑洞北侧环型山的冲沟群(南纬41.3047°，东经192.89°)。影像位于法厄同区。
  • 阿拉伯区的一座古老撞击坑。该撞击坑内地层可能来自火山、风或水作用而沉积。左侧另一撞击坑为底座形撞击坑。
    阿拉伯区的一座古老撞击坑。该撞击坑内地层可能来自火山、风或水作用而沉积。左侧另一撞击坑为底座形撞击坑。
  • 科普剌塔斯区一峡谷峭壁的地层。
    科普剌塔斯区一峡谷峭壁的地层。
  • 希腊平原内的带状或太妃糖状地层。形成原因至今未明。
    希腊平原内的带状或太妃糖状地层。形成原因至今未明。
  • 埃律西昂区的熔岩流地形，在埃律西昂区有许多熔岩流形成。在影像中的熔岩流流向右上方。
    埃律西昂区的熔岩流地形，在埃律西昂区有许多熔岩流形成。在影像中的熔岩流流向右上方。
  • 影像中撞击坑在撞击后喷发出较明亮的较低地层物质，形成明亮的放射状喷发物。位于门农尼亚区。
    影像中撞击坑在撞击后喷发出较明亮的较低地层物质，形成明亮的放射状喷发物。位于门农尼亚区。
  • 火星全球探勘者号拍摄到机会号的登陆地点和鹰撞击坑。
    火星全球探勘者号拍摄到机会号的登陆地点和鹰撞击坑。
  • 埃俄利斯区的倒转河道。一般相信这是河道在许多物质沉积和凝聚以后造成河床高度上升而形成。
    埃俄利斯区的倒转河道。一般相信这是河道在许多物质沉积和凝聚以后造成河床高度上升而形成。
  • 影像内可能是一处形成在湖中的三角洲。许多地质学家对此感兴趣；生命的证据可能会在此处找到。
    影像内可能是一处形成在湖中的三角洲。许多地质学家对此感兴趣；生命的证据可能会在此处找到。
  • 位在赤道上，塔尔西斯区的帕弗尼斯山。
    位在赤道上，塔尔西斯区的帕弗尼斯山。

计划大事记

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  • 1996年11月7日：发射
  • 1997年9月11日：到达火星并进入轨道
  • 1999年4月1日：主要测绘任务开始
  • 2001年2月1日：第一次延伸任务开始
  • 2002年2月1日：第二次延伸任务开始
  • 2003年1月1日：中继任务开始
  • 2004年3月30日：拍摄精神号前85个火星平均太阳日经过之处轮胎的轨迹。
  • 2004年12月1日：科学与支援任务开始
  • 2005年4月：火星全球探勘者号是第一个在地球以外行星拍摄其他太空探测器的探测器。火星全球探勘者号拍摄了两张2001火星奥德赛号的照片和一张火星快车号的照片[25]。
  • 2006年10月1日：预定2年的延伸任务开始[26]。
  • 2006年11月2日：因为太阳能板重定位发生错误，失去通讯。
  • 2006年11月5日：侦测到弱讯号，代表火星全球探勘者号在等待指令，不久讯号中断[27]。
  • 2006年11月21日：美国宇航局宣布火星全球探勘者号任务结束
  • 2006年12月6日：美国宇航局公开火星全球探勘者号拍摄到新的山沟影像，证明液态水仍在火星存在。
  • 2007年4月13日：美国宇航局公布火星全球探勘者号失联的报告。

参见

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参考资料

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  1. ^ Albee, A., Arvidson, R., Palluconi, F., Thorpe, T. Overview of the Mars Global Surveyor mission (PDF). Journal of geophysical research. 2001, 106 (E10): 23291–23316 [2010-03-29]. doi:10.1029/2000JE001306. （原始内容存档 (PDF)于2007-06-15）. 
  2. ^ 存档副本. [2010-03-29]. （原始内容存档于2017-09-05）. 
  3. ^ http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc20004/pdf/1189.pdf[永久失效链接]
  4. ^ http://www.msss.com/ （页面存档备份，存于互联网档案馆） MOC images
  5. ^ Optech press release, "Canadian Mission Concept to Mysterious Mars moon Phobos to Feature Unique Rock-Dock Maneuver," 3 May 2007.
  6. ^ PRIME: Phobos Reconnaissance & International Mars Exploration 互联网档案馆的存档，存档日期2008-05-10., Mars Institute website, accessed 27 July 2009.
  7. ^ Malin, M. and K. Edgett. 2001. The Mars Global Surveyor Mars Orbiter Camera: Interplanetary Cruise through Primary Mission: 106. 23429-23570Journal of Geophysical Research
  8. ^ 存档副本. [2010-09-12]. （原始内容存档于2010-07-01）. 
  9. ^ Malin, M. et al. 2006. Present-Day Impact Cratering Rate and Contemporary Gully Activity on Mars. science: 314. 1573-1577
  10. ^ 存档副本. [2010-09-12]. （原始内容存档于2010-09-12）. 
  11. ^ 存档副本. [2010-09-12]. （原始内容存档于2011-06-07）. 
  12. ^ http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast28mar_1.html[失效链接]
  13. ^ 存档副本. [2010-09-13]. （原始内容存档于2011-06-07）. 
  14. ^ 存档副本. [2010-09-13]. （原始内容存档于2011-06-05）. 
  15. ^ 15.0 15.1 15.2 Malin, M. and K. Edgett. 2001. The Mars Global Surveyor Mars Orbiter Camera: Interplanetary ruise through Primary Mission: 106. 23429-23570Journal of Geophysical Research
  16. ^ Motazedian, T. 2003. Currently Flowing Water on Mars. Lunar and Planetary science XXXIV. 1840.pdf
  17. ^ 存档副本. [2010-09-15]. （原始内容存档于2008-05-27）. 
  18. ^ 存档副本. [2010-09-15]. （原始内容存档于2011-06-06）. 
  19. ^ NASA Mars Spacecraft Gear Up for Extra Work (新闻稿). NASA. 25 September 2006 [19 May 2009]. （原始内容存档于2010-03-16）. 
  20. ^ Iorio L. COMMENTS, REPLIES AND NOTES: A note on the evidence of the gravitomagnetic field of Mars. Classical Quantum Gravity. 2006, 23 (17): 5451–5454. doi:10.1088/0264-9381/23/17/N01. 
  21. ^ Krogh K. Comment on 'Evidence of the gravitomagnetic field of Mars'. Classical Quantum Gravity. 2007, 24 (22): 5709–5715. doi:10.1088/0264-9381/24/22/N01. 
  22. ^ Iorio L. On the Lense-Thirring test with the Mars Global Surveyor in the gravitational field of Mars. Central European Journal of Physics. 2009. doi:10.2478/s11534-009-0117-6. 
  23. ^ Water has been flowing on Mars within past five years, Nasa says. （页面存档备份，存于互联网档案馆） Times Online. Retrieved on March 17, 2007
  24. ^ Mars photo evidence shows recently running water. （页面存档备份，存于互联网档案馆） The Christian Science Monitor. Retrieved on March 17, 2007
  25. ^ One Mars orbiter takes first photos of other orbiters. NASA/Jet Propulsion Laboratory news release. [17 June 2005]. （原始内容存档于2011-05-24）. 
  26. ^ Mars rover, Global Surveyor, Odyssey missions extended. [27 September 2006]. （原始内容存档于2011-06-07）. 
  27. ^ Shiga, David. NASA struggles to contact lost Mars probe. New Scientist. 9 November 2006 [9 November 2006]. （原始内容存档于2008-07-07）. 

外部链接

[编辑]
维基共享资源上的相关多媒体资源：火星全球探勘者号
维基新闻中的相关报导：NASA: Signs of liquid water found on surface of Mars
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