火星全球探勘者號

火星全球探勘者號配置圖

火星全球探勘者號總共搭載五項科學儀器[1]：

• 火星軌道攝影機（Mars Orbiter Camera，MOC）
• 火星軌道雷射測高儀（Mars Orbiter Laser Altimeter，MOLA）
• 熱輻射光譜儀（Thermal Emission Spectrometer, TES）
• 磁力儀與電子反射儀（Magnetometer and electron reflectometer，MAG/ER）
• USO/RS Ultrastable Oscillator for Doppler measurements
• 火星信号中继器（Mars Relay），訊號接收器

火星軌道攝影機總共有三個儀器，一個窄視野的攝影機負責拍攝解析度較高（1.5-12 m/pixel）的黑白影像，一個可拍攝紅色和藍色影像的攝影機拍攝背景影像（解析度 240 m/pixel），第三個則拍攝每日全球影像（解析度 7.5 km/pixel）。MOC在4.8個火星年，1997年到2006年中傳回了超過24萬幅影像[2]。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。高解析度影像的長度約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 m/pixel[3]。

這個由火星全球探勘者號拍攝的影像在火星上相當於1500公尺寬的範圍。影像中可見位在薩瑞南高地（Sirenum Terra）內牛頓撞擊坑壁的山溝。在地球上類似的地形是流水造成的，但火星表面氣溫和氣壓過低，液態水無法存在。儘管如此，許多科學家假設火星表面下存在的地下水有時會流到表面，在被冰凍或蒸發前侵蝕火星表面，產生槽溝和河道

使用火星全球探勘者號上的火星衛星雷射測高儀資料繪製的火星地形圖

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。

MGS的MOC於1998年拍攝的弗伯斯巨石（Phobos monolith，影像中心的右方），影像編號55103 (MOC Image 55103)。

此外，MGS也拍攝了其他火星探測器和火星的衛星[4]。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55103[5][6]。

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. Edgett[7]。MGS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、搬運和沉積。

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  MGS拍攝阿拉伯區的一個古老撞擊坑。坑內地層沉積物可能來自火山、風或者是在水下沉積。左側另一撞擊坑是底座形撞擊坑。
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  MGS拍攝的斯基亞帕雷利撞擊坑內的地層，位於Sinus Sabaeus區。
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  紀念碑谷（Monument Valley）的地層。目前仍在進行地質作用中，其中一部分是在水下沉積。火星上發現了類似的地層，因此火星上的地層可能與水流相關。
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  MGS拍攝Aeolis區的孤峰和地層。

• 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。

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  MGS拍攝到諾亞區的一個撞擊坑曾被覆蓋，近年因為侵蝕作用而露出。
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  曾經被覆蓋的熔岩流露出地表。
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  伊斯美紐斯湖區（Ismenius Lacus）一個曾被覆蓋，因為侵蝕作用露出的撞擊坑。
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  火星北半球表面看起來是平坦的，但有許多撞擊坑被覆蓋。Cebrenia區有一群撞擊坑部分露出。

• 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[8][9][10][11]。

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  位於牛頓撞擊坑附近的坑洞北側環型山的溪谷群(南緯41.3047°，東經192.89°)。影像位於Phaethontis區。
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  在Eridania區內克卜勒撞擊坑以北某坑洞內的溪谷。該地形特徵也許是古代冰川的遺跡。右側其中一個形狀類似舌頭。
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  凱撒撞擊坑壁內的溪谷。一般來說溪谷地形特徵經常只在撞擊坑一側被發現。位於Noachis區。
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  戈耳貢混沌地形（Gorgonum Chaos）內溪谷的全彩影像。影像位於Phaethontis區。

• 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。

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  Phaethontis區表面近照。表面坑洞可能是因為地下的冰轉變成水蒸氣後散逸而造成。
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  厚層地層覆蓋了大部分的區域。注意在峭壁表面缺乏巨石。地層邊緣的露頭在影像中黑圈內。位於伊斯美紐斯湖區。
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  MGS拍攝的地層物質影像。
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  伊斯美紐斯湖區的峭壁，平坦的地層覆蓋其表面。

• 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[12]。

• 火星表面的暗色條紋是因為塵捲風而形成。塵捲風痕跡被發現經常變化，甚至一個月就改變型態[13]。

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  MGS拍攝的艾瑞達尼亞區的大和小規模塵捲風痕跡，因為一場大規模塵捲風造成
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  MGS拍攝的艾瑞達尼亞區的克卜勒撞擊坑的塵捲風痕跡。
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  MGS拍攝的塵捲風。
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  Cebrenia區活動中的塵捲風在影像右方出現影子。

• 火星南極冠發現類似「瑞士乳酪」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[14]。

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  1999年至2001年火星南極的變化，注意這兩年中瑞士乳酪形狀的洞穴如何變化。
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  瑞士乳酪地表特徵。影像中最大的桌山地形高度約4公尺。
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  瑞士乳酪地形的地層；分成高亮度的上層與低亮度的下層
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  瑞士乳酪地形近照。多邊形特徵可能是因為淺槽而造成。

• MGS上的熱輻射光譜儀（Thermal Emission Spectrometer, TES）發現整個火星表面幾乎都被火山岩覆蓋。

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  什洛尼爾斯小火山，火星上的眾多火山之一。
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  塔爾西斯區的熔岩流。
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  奧林帕斯山山腳的年輕和年老熔岩流平原。平坦平面的較年輕。較老的熔岩流平原有渠道和在邊緣有類似河堤的地形，這類地形特徵在火星許多熔岩流平原常見。
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  鳳凰湖區（Phoenicis Lacus）的小火山。影像寬度約1.9英里。

• 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。

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  房屋大小的巨礫在影像中的區域散布。
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  這些巨礫位於艾斯克雷爾斯山附近。火星上的火山可能是這些巨礫的由來：硬巨礫由玄武岩組成，足以抵抗火星現在環境中的侵蝕作用。

• 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[15]。但有部分科學家認為可能和液態水有關係[16][17][18]。

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  MGS拍攝到許多條文在觀測的這幾年中變化
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  Diacria區的暗條紋。

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[19]。

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[20][21][22]。

2006年12月6日從NASA釋出的照片發現，在薩瑞南高地（Terra Sirenum）和半人馬山（Centauri Montes）發現在1999至2001年間有液態水的地理特徵[23][24]。

數百條可能是因為水流而形成的溪谷被認為可能是近年才形成的，這些溪谷出現在陡坡和特定緯度的區域[15]。

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（Nanedi Valles）和尼尔格谷（Nirgal Vallis）[15]。

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  納內迪峽谷底部的內部較小河道，被認為可以長期保留液態水。

• 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。MGS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[25]。
• 2006年10月1日：預定2年的延伸任務開始[26]。
• 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MGS在等待指令，不久訊號中斷[27]。
• 2006年11月21日：NASA宣佈MGS任務結束
• 2006年12月6日：NASA公開MGS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：NASA公布MGS失聯的報告。

• 火星探測
• 太空探索
• 鎳氫電池
• 太陽系探測器列表

• . [28 May 2006]. （原始内容存档于2006年6月21日）.

维基共享资源中相关的多媒体资源：火星全球探勘者號

• Mars Global Surveyor
• NASA JPL Mars Link 页面存档备份，存于
• NASA mission overview 页面存档备份，存于
• 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 页面存档备份，存于 (Released April 13, 2007)
• 04/13/07: Mars Global Surveyor: Report Reveals Reasons for Loss.
• New Scientist article on the general relativistic test 页面存档备份，存于
• 04/13/07: Nasa confirmes first speculations about the reason for the loss of the spacecraft 页面存档备份，存于
• MGS Photograph