美國宇航局的 2001火星奧德賽軌道器拍攝到了令人驚嘆的新景象：巨大的阿爾西亞火山從清晨的冰云中升起，為宇航員提供了難得的火星地平線一瞥。這標(biāo)志著奧德賽號任務(wù)轉(zhuǎn)向大氣科學(xué)，利用地平線圖像追蹤塵埃和水冰層的季節(jié)性變化。高聳的阿爾西亞火山不僅因其規(guī)模（相當(dāng)于莫納羅亞火山的兩倍）而引人注目，還因其在火星較冷的季節(jié)形成濃密的云層而引人注目。

2025年5月2日黎明前，美國宇航局（NASA）的2001火星奧德賽號軌道飛行器拍攝到了古老的火星火山阿爾西亞山（Arsia Mons）。當(dāng)時，該探測器正在研究這顆紅色星球的大氣層，這張照片中，火星大氣層呈現(xiàn)為一片綠色霧霾。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/ASU

火星黎明：火山?jīng)_破云層

美國宇航局火星奧德賽軌道器拍攝的全新全景照片展現(xiàn)了這顆紅色星球上最高的火山之一——阿爾西亞山，它正從清晨一層閃閃發(fā)光的云層中升起。照片中，這座火山在黎明前顯得格外醒目，映襯著布滿水冰云的天空，這幅景象在這顆以二氧化碳云層而聞名的星球上格外引人注目。

阿爾西亞山是塔爾西斯山脈的一部分，塔爾西斯山脈是火星赤道附近的三座巨型火山群。這是首次在火星地平線上觀測到其中一座火山，讓科學(xué)家和公眾能夠以類似于宇航員在國際空間站（ISS）上從太空看到地球的方式觀察火星。

火星奧德賽號于2001年發(fā)射，是繞行其他行星運行時間最長的航天器。2023年，該任務(wù)開始拍攝火星地平線的高空照片。為了拍攝這些獨特的圖像，奧德賽號旋轉(zhuǎn)了通常用于掃描火星表面的相機，以便能夠側(cè)視并捕捉火星邊緣。

這種新方法為火星高層大氣的觀測打開了一扇窗戶，提供了表面聚焦圖像無法揭示的見解。

阿爾西亞山是塔爾西斯山脈三座火山中最南端的一座，位于這張火星地形圖的中央。太陽系最大的火山奧林匹斯山位于左上方。水手號峽谷的西端從右下方開始，橫跨整個星球。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

追蹤火星天氣和云層演變

這種傾斜視角使科學(xué)家能夠研究火星表面高空的塵埃和水冰云層。通過比較一年中不同時間拍攝的圖像，研究人員現(xiàn)在可以觀察到這些云層是如何隨季節(jié)變化的。

“我們在這些地平線圖像中看到了一些非常顯著的季節(jié)性差異，”美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心（位于馬里蘭州格林貝爾特）的行星科學(xué)家邁克爾·D·史密斯（Michael D. Smith）說道。“這為我們了解火星大氣如何隨時間演變提供了新的線索。”

了解火星云層對于理解火星的天氣以及沙塵暴等現(xiàn)象的發(fā)生至關(guān)重要。這些信息反過來又可以為未來的任務(wù)提供幫助，包括進入火星、下降和著陸操作。

這幅藝術(shù)家概念圖描繪了美國宇航局的火星奧德賽號航天器飛越火星南極。該航天器自2001年10月24日起繞火星運行。圖片來源：NASA/加州理工學(xué)院噴氣推進實驗室

火星上的巨型火山

雖然這些圖像聚焦于高層大氣，但奧德賽團隊也嘗試在其中融入一些有趣的地表特征。在奧德賽于5月2日拍攝的最新地平線圖像中，阿爾西亞山高達(dá)12英里（20公里），大約是地球上最大的火山莫納羅亞火山的兩倍，后者高出海底6英里（9公里）。

阿爾西亞山位于塔爾西斯火山群最南端，云量也是三座火山中最多的。空氣在吹向山體時膨脹，隨后迅速冷卻，形成了云層。當(dāng)火星距離太陽最遠(yuǎn)時，云層會變得尤其厚，這段時間被稱為遠(yuǎn)日點。每年這個時候，火星赤道上形成的云帶被稱為遠(yuǎn)日點云帶，它在奧德賽號的新全景圖中傲然展現(xiàn)。

“我們選擇阿爾西亞山，希望能看到山頂從清晨的云層中探出頭來。結(jié)果沒有讓我們失望，”坦佩亞利桑那州立大學(xué)的喬納森·希爾說道。他是奧德賽相機（名為熱發(fā)射成像系統(tǒng)，簡稱THEMIS）的運營負(fù)責(zé)人。

THEMIS相機可以在可見光和紅外光下觀察火星。紅外光使科學(xué)家能夠識別火星地下含有水冰的區(qū)域，這些水冰可能被首批登陸火星的宇航員利用。該相機還可以拍攝火星的兩顆小衛(wèi)星——火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，使科學(xué)家能夠分析它們的表面成分。

關(guān)于奧德賽的更多信息

火星奧德賽號是美國宇航局在火星上運行時間最長的航天器，自 2001 年以來一直在火星上運行。奧德賽號由美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）（加利福尼亞州帕薩迪納市加州理工學(xué)院的一個部門）管理，是火星探索計劃的重要組成部分，由位于華盛頓的美國宇航局科學(xué)任務(wù)理事會監(jiān)督。

該航天器由位于丹佛的洛克希德·馬丁航天公司制造，該公司在任務(wù)操作方面一直與噴氣推進實驗室 (JPL) 密切合作。奧德賽號的關(guān)鍵儀器之一是熱發(fā)射成像系統(tǒng) (THEMIS)，由位于坦佩的亞利桑那州立大學(xué)設(shè)計和操作。THEMIS 可捕捉可見光和紅外圖像，從而能夠詳細(xì)研究火星表面的成分、大氣和季節(jié)變化。

火星奧德賽號任務(wù)至今已超過二十年，它繼續(xù)提供突破性的科學(xué)成果，從繪制地下水冰圖到捕捉火星火山和云層的壯麗景色，為當(dāng)前的探索和未來的人類任務(wù)提供重要見解。

編譯自/ScitechDaily