火星全球探勘者號

火星全球探勘者號，或譯為火星全球測量者號（Mars Global Surveyor, MGS），是美國國家航空暨太空總署的火星探測衛星，也開啟了新一轮的火星探測計畫。该探测器於1996年11月7日发射升空，在2006年11月2日因為失聯而結束任務。

 科學儀器 
火星全球探勘者號總共搭載五項科學儀器：
 火星軌道器相機（MOC）
 火星轨道器激光高度计（MOLA）
 热辐射光谱仪（TES）
 磁力儀與電子反射儀（MAG/ER）
 多普勒测量用超稳振荡器（USO/RS）
 火星信号中继器（Mars Relay），訊號接收器。

火星軌道器相机共有三台，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24萬幅图像。高解析度影像的幅寬約1.5或3.1公里，但為了顯示某些特定地區的地表特徵，大多數的圖幅寬會較小，影像長度約3至10公里。當拍攝高解析度影像時也同時拍攝較低解析度的背景影像，作為指出高解析度影像拍攝位置之用。背景影像一般長寬是115.2公里，解析度 240 米/像素http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc20004/pdf/1189.pdf。

 火星全球測繪 

火星全球探勘者號環繞火星的週期是117.65分鐘，軌道高度378公里。其軌道是接近正圓形的，且經過極點正上方附近（傾斜角度93°）。選擇這個高度的軌道是為了以太陽同步軌道環繞火星，所以MGS所拍攝火星表面的影像是同一個地表區域在不同日子也會以相同的照明條件下被拍攝。在每個軌道之下，MGS拍攝火星表面會因為火星的自轉而向西偏移28.62°。實際上，MGS總是在14:00以跟太陽一樣的速度從一個時區移動到另一個時區。在7個火星的太陽日和環繞火星88次以後，MGS會以近似的路線重新經過之前的路線，但會向東偏移59公里；這確保了MGS可以探測整個火星表面。

在MGS的延伸任務中進行了研究火星表面以外的研究。MGS常進行滾動和俯仰動作以在軌道最低點以外的地方拍攝影像。


此外，MGS也拍攝了其他火星探測器和火星的衛星http://www.msss.com/  MOC images。1998年MGS的MOC拍攝了火衛一上的一塊獨立巨石，被稱為弗伯斯巨石（Phobos monolith），影像編號55103Optech press release, "Canadian Mission Concept to Mysterious Mars moon Phobos to Feature Unique Rock-Dock Maneuver," 3 May 2007.PRIME: Phobos Reconnaissance & International Mars Exploration , Mars Institute website, accessed 27 July 2009.。

 主要任務結果 
火星全球探勘者號在主要任務期間（1996年至2001年）的探測成果發表在《地球物理研究期刊》（Journal of Geophysical Research），作者是 M. Malin 和 K. EdgettMalin, M. and K. Edgett.  2001.  The Mars Global Surveyor Mars Orbiter Camera: Interplanetary Cruise through Primary Mission: 106. 23429-23570Journal of Geophysical Research。火星全球探勘者号的發現如下：

 火星上發現了至少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被風化、搬運和堆積。

 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徵曾被覆蓋，近年重新出現。

 數百條因為液態水而形成的溪谷被發現，且可能是近年形成Malin, M. et al.  2006. Present-Day Impact Cratering Rate and Contemporary Gully Activity on Mars.  science: 314. 1573-1577。

 火星表面大範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。部分科學家認為可能是因為地下的冰昇華成水蒸氣後散逸。

 部分區域被赤鐵礦覆蓋。赤鐵礦代表了該區域可能曾經有液態水http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast28mar_1.html。

 火星表面的暗色條紋是因為塵捲風而形成。被發現經常變化，甚至一個月就改變型態。

 火星南極冠發現類似「瑞士干酪」的地表特徵。表面的洞深度約數公尺。每年洞的體積持續變大，火星現在可能在暖化中。

火星全球探勘者号上的熱輻射光譜儀發現整個火星表面幾乎都被火山岩覆蓋。

 數百個房屋大小的巨礫在某些區域被發現；這代表火星表面有物質足以互相凝聚，甚至在往下坡移動的時候。大多數巨礫發現在火山岩區域，因此這些具利可能是從熔岩流平原風化生成。

 數千條陡坡上的暗條紋被發現；大部分科學家相信這是因為塵土崩落造成Malin, M. and K. Edgett.  2001.  The Mars Global Surveyor Mars Orbiter Camera: Interplanetary ruise through Primary Mission: 106. 23429-23570Journal of Geophysical Research。但有部分科學家認為可能和液態水有關係Motazedian, T.  2003.  Currently Flowing Water on Mars.  Lunar and Planetary science XXXIV. 1840.pdf。

 火星探測漫遊者通訊次系統 
火星全球探勘者號是火星探測漫遊者與地球聯絡的中繼通訊衛星。這個功能直到2008年9月仍然有效。

 火星全球探勘者號與廣義相對論：蘭斯-蒂林效應實驗 

火星全球探勘者號的資料也可以進行廣義相對論的參考系拖拽實驗。

 發現火星表面水的存在 

2006年12月6日從美国宇航局发布的照片發現，在塞壬高地和半人馬山發現在1999至2001年間有液態水的地理特徵Water has been flowing on Mars within past five years, Nasa says.  Times Online. Retrieved on March 17, 2007Mars photo evidence shows recently running water.  The Christian Science Monitor. Retrieved on March 17, 2007。

數百條可能是因為水流而形成的冲沟被認為可能是近年才形成的，這些冲沟出現在陡坡和特定緯度的區域。

有數條河道內部甚至有可以保留液態水的較小河道，這些河道中最有名的是纳内迪谷和尼尔格谷。

 其他圖片 

 計畫大事記 
1996年11月7日：發射
1997年9月11日：到達火星並進入軌道
1999年4月1日：主要測繪任務開始
2001年2月1日：第一次延伸任務開始
2002年2月1日：第二次延伸任務開始
2003年1月1日：中繼任務開始
2004年3月30日：拍攝精神號前85個火星平均太陽日經過之處輪胎的軌跡。
2004年12月1日：科學與支援任務開始
2005年4月：火星全球探勘者號是第一個在地球以外行星拍攝其他太空探測器的探測器。火星全球探勘者号拍攝了兩張2001火星奧德賽號的照片和一張火星快車號的照片。
2006年10月1日：預定2年的延伸任務開始。
2006年11月2日：因為太陽能板重定位發生錯誤，失去通訊。
2006年11月5日：偵測到弱訊號，代表火星全球探勘者号在等待指令，不久訊號中斷。
2006年11月21日：美国宇航局宣佈火星全球探勘者号任務結束
2006年12月6日：美国宇航局公開火星全球探勘者号拍攝到新的山溝影像，証明液態水仍在火星存在。
2007年4月13日：美国宇航局公布火星全球探勘者号失聯的報告。

 參見 
 火星探測
 太空探索
 鎳氫電池
太陽系探測器列表

 參考資料 


 外部連結 

Mars Global Surveyor
NASA JPL Mars Link 
NASA mission overview 
Mars Global Surveyor Mission Profile by NASA's Solar System Exploration
Global Surveyor Mission plan
Malin Space Science Systems (complete image gallery)
Preliminary Report: MGS Loss of Contact  (Released April 13, 2007)
 04/13/07: Mars Global Surveyor: Report Reveals Reasons for Loss.
New Scientist article on the general relativistic test 
04/13/07: Nasa confirmes first speculations about the reason for the loss of the spacecraft 
MGS Photograph

Category:火星探測器
Category:1996年发射的太空飞行器