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。這標志著奧德賽號任務轉向大氣科學，利用地平線圖像追蹤塵埃和水冰層的季節性變化。高聳的阿爾西亞火山不僅因其規模（相當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，火星大氣層呈現為一片綠色霧霾。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/ASU

火星黎明：火山沖破云層

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年發射，是繞行其他行星運行時間最長的航天器。2023年，該任務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，奧德賽號旋轉了通常用于掃描火星表面的相機，以便能夠側視并捕捉火星邊緣。

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，研究人員現在可以觀察到這些云層是如何隨季節變化的。

“我們在這些地平線圖像中看到了一些非常顯著的季節性差異，”美國宇航局戈達德太空飛行中心（位于馬里蘭州格林貝爾特）的行星科學家邁克爾·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象的發生至關重要。這些信息反過來又可以為未來的任務提供幫助，包括進入火星、下降和著陸操作。

這幅藝術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。當火星距離太陽最遠時，云層會變得尤其厚，這段時間被稱為遠日點。每年這個時候，火星赤道上形成的云帶被稱為遠日點云帶，它在奧德賽號的新全景圖中傲然展現。

“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。結果沒有讓我們失望，”坦佩亞利桑那州立大學的喬納森·希爾說道。他是奧德賽相機（名為熱發射成像系統，簡稱THEMIS）的運營負責人。

THEMIS相機可以在可見光和紅外光下觀察火星。紅外光使科學家能夠識別火星地下含有水冰的區域，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星——火衛一和火衛二，使科學家能夠分析它們的表面成分。

關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任務理事會監督。

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。奧德賽號的關鍵儀器之一是熱發射成像系統 (THEMIS)，由位于坦佩的亞利桑那州立大學設計和操作。THEMIS 可捕捉可見光和紅外圖像，從而能夠詳細研究火星表面的成分、大氣和季節變化。

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

編譯自/ScitechDaily