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火星全球勘测者号探测器

又称“火星环球观察者”

火星全球勘测者号探测器,于1996年11月7日发射,经过10个月的飞行,于1997年9月11日成功进入火星轨道。

火星全球勘测者号探测器,搭载有7台仪器。它是美国火星生命计划的一部分,主要任务是拍摄火星表面的高分辨率图像,研究火星的地貌和重力场探测火星的天气和气候,分析火星表面和大气的组成。

火星全球勘测者号于2001年2月结束了其主要工作。

中文名称火星全球勘测者英文名称Mars Global Surveyor
又称火星环球观察者研制国家美国
质量1030.5千克发射时间1996年11月7日
发射场卡纳维拉尔角空军基地运载工具德尔塔2运载火箭
进入火星轨道1997年9月11日

科学仪器

火星全球勘测者号总共搭载五项科学仪器:

1、火星轨道摄影机(Mars Orbiter Camera,MOC)

2、火星轨道雷射测高仪(Mars Orbiter Laser Altimeter,MOLA)

3、热辐射光谱仪(Thermal Emission Spectrometer, TES)

4、磁力仪与电子反射仪(Magnetometer and electron reflectometer,MAG/ER)

5、USO/RS Ultrastable Oscillator for Doppler measurements

火星继电器(Mars Relay),讯号接收器

火星轨道摄影机总共有三个仪器,一个窄视野的摄影机负责拍摄分辨率较高(1.5-12 m/pixel)的黑白影像一个可拍摄红色和蓝色影像的摄影机拍摄背景影像(分辨率 240 m/pixel),第三个则拍摄每日全球影像(分辨率7.5 km/pixel)。MOC在4.8个火星年,1997年到2006年中传回了超过24万幅影像。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。高分辨率影像的长度约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240m/pixel。

任务简介

火星全球勘测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。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。

火星一直被人类科学家认为是一个荒凉的星球。但火星全球勘测者拍摄到的一些照片重新燃起科学家寻找火星生命迹象的热情,因为这些照片显示,火星表面最近出现了很多黑色条纹,科学家们猜测这很可能是液体流动造成的这表示,在这个冰冷、干燥的星球上大量流淌的液体背后,也许正隐藏着生命的迹象这将是科学家20年来对火星进行跟踪研究最大的收获。火星全球勘测者探测器发射比火星探路者号探测器早差不多一个月,但由于飞行路线不同到达火星的时间是1997年9月12日,晚了差不多两个月它没在火星上着陆,而是成了火星的一颗人造卫星环绕火星转动。在火星全球勘测者上载有一台“火星轨道照相机”可在380公里高空拍摄火星表面的高清晰度图像能分辨只有几米的火星地形细迹。另外,它还载有一台火星轨道激光高度计,可以用激光测量火星表面地形的海拔高度,准确度为13米(最好可达2米)。

科学成果

火星全球勘测者探测器,环绕火星工作还不到三年。可是,它已经向地球发回了几千幅火星表面图像,并且对火星表面进行了2,700万次海拔高度测量。利用这些图像和数据,科学家们已经绘就了火星的一幅地形图。这些科学家说,现在我们对火星全球地形的了解,甚至比地球上各大陆的某些地区还来得清楚。

火星全球勘测者绘制的火星地形图

图:火星全球勘测者绘制的火星地形图

火星全球勘测者探测器的直接目的是为1999年12月3日在火星南极附近着陆的“火星极地登陆者”选择登陆地点,但对火星全球作高分辨率勘测,则是其主要任务。人类首次依靠空间探测器在火星近空探测火星成功,是在1964年“水手4号”探测器向地球发回了21幅图像,分辨率比如今火星全球勘测者探测器的图像低数十倍35年人类又多次对火星进行了成功的探测。可是,火星全球勘测者探测器不到两年所取得的丰硕成果,已远远超过了前33年。

2006年12月6日从美国国家航空航天局放出的照片发现在萨瑞南高地(Terra Sirenum)和半人马山(Centauri Montes)发现在1999至2001年间有液态水的地理特征,数百条可能是因为水流而形成的溪谷被认为可能是近年才形成的,这些溪谷出现在陡坡和特定纬度的区域。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(Nanedi Valles)和尼尔格谷(Nirgal Vallis)。

结束任务

美国航空航天局(NASA)的火星全球勘测者探测器很可能已结束其探测生涯。该探测器已成为迄今发往火星的探测器中工作寿命最长、也最富有成果的一个。NASA牵头火星探测工作的科学家迈克尔·迈耶称:“MGS已超出了我们的所有预期。它已然是最有成效的一项火星探测任务。而且随着今后若干年内对其观测数据的继续分析,它还会产生更多的发现。”

MGS轨道探测器从11月2日起失去了与地球的通信联络。初步迹象表明,它的一个太阳能帆板难以转动,使该探测器有可能再也无法产生通信联络所需的足够电力。不过工程技术人员还在探讨造成这一无线电静默问题的其它潜在原因。喷推实验室火星探测计划经理李福(音)说:“说实在的,我们已试过了最有希望恢复联络的办法现正面临着这样一种可能,即MGS探测器从此将停止源源不断地发回科学观测数据。不过,我们还没有放弃希望NASA还会继续争取与该探测器恢复联络,并确定问题的原因。该局最新发射的“火星侦察轨道器”探测器已于11月20日将其相机对准MGS。该局火星探测计划主任道格·麦奎逊说:“我们已利用‘火星侦察轨道器’上的星跟踪器、背景相机和高分辨率相机来寻找MGS。但对所拍图像进行的初步分析没有显现任何确定的探测器影像”NASA还准备在最近几天内向MGS发送一条指令,看看其上的一台发射机能否发出可被机遇号勇气号火星漫游车接收到的信号,由此有可能掌握到有关该探测器状况的更多信息。去年底,火星全球勘测者探测器忽然同地面失去联系,并最终消失在茫茫太空中不知所踪。美国航空航天局一个调查委员会近日宣布,他们找到了火星环球勘测者探测器失踪的原因,电脑软件故障是这一事故的罪魁祸首。这也证实了科学家此前的猜测。

该调查委员会称,“火星环球勘测者”失踪事件可能是因电脑代码出错引起,这些代码是事故前六个月上传的,最终造成探测器上一个电池组因温度过高而失灵。调查委员会主席、美宇航局戈达德太空飞行中心技术副主管多利·帕金斯表示:“火星全球勘测者探测器失踪是一系列同电脑软件出错有关的事件造成的,这些故障是电池失灵前五个月出现的。”

该调查委员会是于今年初受命组建的,负责调查2006年11月“火星环球勘测者”失踪一事,同时提供如何避免重蹈此类事件覆辙的宝贵建议。去年11月2日,“火星环球勘测者”受命对太阳能电池板实施例行调节,这是地面控制人员最后一次同该飞船进行通讯联络。“火星环球勘测者”报告了一系列警告信号,在最后一次数据传输中,信号显示它运转稳定,似乎一切正常。随后,飞船重新将其两组电池中的一组调整至暴露给阳光直射的角度。

然而,这一操作却造成电池组温度过高,在长达十一小时的运转中,另外一组电池的能量也消耗殆尽。由于天线方向错误,使得“火星环球勘测者”无法将其状况报告给地面控制人员。后来,美宇航局试图动用另一飞船——“火星侦察轨道器(MRO)”寻找沉寂多时的“火星环球勘测者”,但最终还是杳无音讯。

据调查委员会的调查结论,“火星环球勘测者”任务小组正确地遵守现行协议进行操作,只不过这些程序尚不足以发现电脑软件出错。调查委员会建议,美宇航局的其它任务也应审查上传给飞船电脑的所有非例行指令评估应对温度过高风险的应急模式美宇航局喷气推进实验室火星探索项目主管富克·李(Fuk Li)表示:“我们将对所有太空任务进行彻底审查,以确保我们即将发射的所有任务都吸取‘火星环球勘测者’失踪事件带给我们的教训。

火星全球勘测者号探测器
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最新更新:2015-08-07 12:53
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