2026年10月24日,NASA的“2001火星奥德赛号”轨道器迎来抵达火星25周年。
四分之一个世纪里,它绘出了第一张火星“化学元素地图”和“地下水冰地图”,拍下了超过100万张照片,还一直替火星车们当“快递员”。目前,没有任何一个探测器在火星上服役得比它更久。
▍25年前的秋天,一位“奥德赛”抵达火星
2001年4月7日,奥德赛号搭乘德尔塔II火箭从美国卡纳维拉尔角升空,经过大约200天的星际巡航,于同年10月24日成功进入火星轨道。任务的名字致敬了阿瑟·克拉克的经典科幻作品《2001:太空漫游》(2001: A Space Odyssey)。
入轨之后,它并没有马上“开工”。经过数月的气动减速和设备调试,奥德赛号在2002年2月19日传回了第一批科学数据,从那天起,这台探测器的科学生涯正式开始,一干就是二十多年。
作为参照,许多行星探测器的设计寿命只有几年,而奥德赛号如今已绕火星飞行超过10.5万圈,远远超出了最初的主任务期限。它也是目前在火星上连续工作时间最长的探测器。
▍它到底为人类做了什么?
如果把奥德赛号25年的成绩单浓缩一下,最重要的有三件事:
第一张火星“元素与水冰”全球地图。奥德赛号是第一个绘制出火星表面元素组成全球分布图的任务,同时还测出了火星地表以下约1米深度范围内到底藏着多少水(以水冰等形式存在)。这张“地下水冰地图”直接影响了后来凤凰号着陆器的选址,也是今天讨论火星载人登陆、就地取水时绕不开的基础数据。
超过100万张THEMIS图像。奥德赛号携带的THEMIS(热辐射成像系统)是一台红外+可见光相机,能感知地表温度变化,从而分辨岩石、沙丘、尘土和冰。科学家用这些图像研究火星地质,也用来为火星车和着陆器挑选安全又“有料”的着陆点。
火星中继网络的骨干。火星车在地面上发回的大量数据,很多是先传给头顶的轨道器,再由轨道器转发回地球。奥德赛号长期是“火星中继网络”的关键一环,勇气号、机遇号、好奇号、毅力号等都曾借它“寄快递”。
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2026年4月15日,奥德赛号新老团队成员在JPL相聚,脚下是用THEMIS红外图像拼成的巨幅火星全球地图。
图源:NASA/JPL-Caltech
▍一场“站在火星上”的生日会
早在今年春天,团队就先庆祝了一次。2026年4月15日,发射25周年纪念日之后一周多,奥德赛号任务的新老成员齐聚位于南加州的NASA喷气推进实验室(JPL)。为了这次聚会,团队特意铺开了一张巨大的火星全球地图,这张图正是用奥德赛号THEMIS红外相机的图像拼接而成。
于是就有了上面那张很有意味的合影:几十位科学家和工程师,站在自己亲手“拍”出来的火星上。对很多人来说,奥德赛号几乎贯穿了整个职业生涯,有人入职时还是新人,如今已经成为项目骨干。
▍“最佳作品集”:奥德赛的100万张照片里藏着什么
NASA为这次纪念整理了一组“奥德赛精选图集”。下面挑几张最有代表性的。
① 一张需要筹划三个月的“火星地平线”
THEMIS拍摄的火星地平线全景,假彩色合成图,用三个红外波段突出了大气中的水冰云和尘埃层。
图源:NASA/JPL-Caltech/ASU
这是整个图集里最“难拍”的一张。2023年5月9日,奥德赛号在约400公里高度,差不多就是国际空间站绕地球飞行的高度,一口气拍下了10幅火星地平线全景。
难点在于:THEMIS是固定安装在探测器上的,平时只能垂直向下看,只能测量探测器正下方一窄条大气。而科学家想看清的是大气的“侧面”,水冰云和尘埃到底分几层、彼此怎么叠放,这对改进火星大气模型很关键。
相机转不了头,就只能让整个探测器“扭身子”。JPL和洛克希德·马丁的工程师花了三个月来规划这次操作:要把轨道器旋转将近90度,既要保证太阳能帆板仍然晒得到太阳,又不能让怕热的设备被阳光直射。最后找到的最稳妥姿态,是让天线背对地球,这意味着在操作完成前的好几个小时里,地面与奥德赛号完全失联。
拍地平线的同时,它还顺带拍到了火卫一(Phobos)缓缓划过天空的画面。
② 俯瞰“火星大峡谷”
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奥德赛号视角下的水手号峡谷,水手号峡谷(Valles Marineris),太阳系已知最大的峡谷系统。
图源:NASA/JPL-Caltech/Arizona State University
水手号峡谷被称为“火星大峡谷”,东西绵延超过4000公里,放在地球上,大约能从美国纽约一路延伸到洛杉矶。在其中的科普拉特斯深谷(Coprates Chasma),谷底比峡谷边缘低约10公里,比珠穆朗玛峰还“深”。
奥德赛号用THEMIS为这条峡谷拍摄了大量图像,并拼接出完整的峡谷全景。2015年,它还第一次系统性地在火星“清晨”时段进行观测,拍到了晨光中淡蓝色冰晶云填满峡谷的景象。
③ 换个“颜色”看火星
精选图集里还有不少“非真实色彩”的作品。比如南部高地特拉-塞壬(Terra Sirenum)地区的图像,经过着色处理后,不同元素和物质的分布一目了然;又如以二氧化碳为主的地表霜冻,在THEMIS图像中呈现出蓝白色。奥德赛号还多次观测火卫一,通过测量它表面的温度变化,推测这颗小卫星是由什么物质构成的。
▍奥德赛号档案卡
发射
2001年4月7日,德尔塔II火箭,卡纳维拉尔角
抵达火星
2001年10月24日(飞行约200天)
首批科学数据
2002年2月19日
运行轨道
近极轨道,高度约400公里,约2小时绕火一圈
累计绕火
超过10.5万圈
核心相机
THEMIS 热辐射成像系统(亚利桑那州立大学研制)
累计图像
超过100万张
任务主导
NASA喷气推进实验室(JPL);洛克希德·马丁负责建造并共同运营
▍写在最后
25年并不是一帆风顺的。2003年10月,一次剧烈的太阳活动让奥德赛号上的辐射探测仪MARIE永久停止了工作;此后随着年岁增长,推进剂也日渐吃紧,团队一次次精打细算、调整运行方式,让这位老兵继续服役。
当我们为毅力号的新发现、为未来的火星采样返回和载人登陆而兴奋时,别忘了头顶那位低调的老兵,许多故事的“第一手资料”,都是它一圈一圈绕出来的。
生日快乐,奥德赛号。
参考资料
NASA:Odyssey Celebrates 25 Years at Mars:https://science.nasa.gov/mission/odyssey/odyssey-celebrates-25-years/
NASA:Odyssey’s THEMIS Views the Horizon of Mars:https://science.nasa.gov/photojournal/odysseys-themis-views-the-horizon-of-mars/
NASA 火星资源库:https://science.nasa.gov/mars/resources/
NASA/JPL:Mars Odyssey View of Morning Clouds in Canyon:https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20330
Lockheed Martin:Odyssey’s 25-Year Triumph:https://lockheedmartin.com/en-us/news/features/2026/odyssey-s-25-year-triumph--enabling-mars-science-and-shaping.html
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