火星勘測軌道飛行器(Mars Reconnaissance Orbiter,縮寫MRO)是美國宇航局NASA發送至火星的一個偵察衛星,旨在以前所未有的解析度對火星進行詳細探測,同時研究火星大氣和地下的相關情況。
前兩天,火星勘測軌道飛行器剛剛度過發射15周年紀念日。
國際標準時間2005年8月12日11:43:00,火星勘測軌道飛行器搭乘宇宙神5號運載火箭發射升空,在太空中飛行近7個月後,於2006年3月10日順利進入環繞火星軌道,開啟偉大的探測生涯,至今仍在正常運作。
目前為止,火星勘測軌道飛行器共計向地球傳回371TB探測數據,包括無數令人嘆為觀止的照片,深刻改變人類對火星的認識。
火星勘測軌道飛行器攜帶了三臺相機——火星彩色成像機(MARCI),可生成火星每天全球景觀;背景攝影機(CTX),可提供30公裡寬的黑白地形圖;高解析度成像科學設備(HiRISE),可拍攝超高解析度照片,揭示細節火星地表細節特徵。其中,僅高解析度成像科學設備就拍攝並傳回近700萬張照片。
為紀念火星勘測軌道飛行器發射15周年,NASA選出以下一組照片。
全球性沙塵暴
沙塵暴在火星司空見慣,通常發生在局部區域,但每十年會出現一兩次全球性沙塵暴。比如,2018年6月一場全球性沙塵暴席捲火星,滾滾沙塵遮天蔽日,迫使靠太陽能驅動的機遇號中止所有科學任務,進入最低功率狀態,最終失聯,結束長達15年的火星探測生涯。
火星勘測軌道飛行器上的火星彩色成像機拍攝的圖像,為我們直觀揭示了這場全球性沙塵暴。在上圖中,左右兩邊分別是2018年5月28日和7月1日的火星全景圖,後者顯得面目模糊,如同蒙上一層面紗。
超級旋風
火星勘測軌道飛行器盤旋在火星上空約300公裡,它的高解析度成像科學設備時常能以上帝視角捕捉到一些驚喜。上圖是高解析度成像科學設備拍攝到的火星超級旋風,根據旋風陰影長度推斷,其高度超過800米,與杜拜塔相當。
雪崩
上圖是高解析度成像科學設備捕捉到的一起火星雪崩。伴隨春季的到來,季節性冰發生汽化,導致火星北極一處500米高的懸崖出現崩塌。火星雪崩會將不同時期沉積的巖層暴露出來,像樹的年輪一樣記錄著火星故事。
隕石撞擊現場
火星大氣稀薄,只有地球大氣的1%,因此會遭遇更猛烈的隕石撞擊。在火星勘測軌道飛行器執行任務期間,背景攝影機偵測到超過800個新的撞擊坑。高解析度成像科學設備隨後對這些撞擊坑展開詳細觀測。
上圖為高解析度成像科學設備在火星表面記錄到的一處隕石撞擊現場。這個隕石坑直徑約30米,一片壯觀的輻射狀結構由坑中心向外延伸。本次撞擊造成大量碎片向外拋射,最遠飛濺至15公裡之外。
神秘暗條紋
高解析度成像科學設備發現,火星一處斜坡在每年同一時間段會反覆出現神秘暗條紋。最初一些人認為這可能與鹽水有關,但現在的共識是它們由向下滑落的暗沙造成。
遷移的沙丘
作為一個長期運行的探測器,火星勘測軌道飛行器為我們了解火星地貌變化提供了獨特視角。科學家曾經認為火星大氣稀薄,幾乎不會有沙丘運動,但火星勘測軌道飛行器表明事實並非如此。
上圖為高解析度成像科學設備拍攝的一處火星沙丘。這是一張假色圖,顏色並不是真實狀態,而是用以突顯一些細節特徵,比如沙丘和波紋的頂部。像地球一樣,火星上有許多這樣的沙丘正在不斷遷移。
地月合照
火星勘測軌道飛行器偶爾還會回望家園。上圖是高解析度成像科學設備拍攝的地月合照,由四組照片合成。實際上,這是高解析度成像科學設備第二次拍攝地球家園。
火衛一
火衛一是火星兩顆自然衛星中較大的一顆,直徑約21公裡。上圖是高解析度成像科學設備拍攝的火衛一高清寫真。可以清楚地看到,火衛一上有一個巨大的凹陷,這是火衛一最顯著的特徵——斯蒂克尼撞擊坑,直徑約9公裡。
機遇號路線圖
科學家經過利用高解析度成像科學設備和背景攝影機為火星地面探測任務選取著陸點和繪製路線圖。上圖由背景攝影機拍攝,圖中的黃線標示了機遇號火星車15年探測生涯的完整運行路線。
追蹤好奇號
明察秋毫的高解析度成像科學設備還非常樂於追蹤在火星表面運轉的探測器。比如,上面的動圖記錄了好奇號在蓋爾隕石坑中的運行情況。
值得一提的是,火星勘測軌道飛行器是目前正在運行的八大火星探測器之一(六個軌道探測器和兩個地面探測器)。到明年,火星探測陣容將一口氣新增兩個軌道探測器和兩輛火星車——阿聯的希望號(軌道探測器)、中國的天問一號(軌道探測器+火星車)和美國的毅力號(火星車)。