机遇号火星探测器（2003年美国宇航局发射的火星探测器）

机遇号火星探测器

2003年美国宇航局发射的火星探测器

“机遇号”火星探测器是美国宇航局在火星上执行勘测任务的两个探测器之一，另一个为“勇气号”。

“机遇号”于2003年7月7日发射2004年1月25日安全着陆火星表面。截至2015年，“机遇号”火星漫游车已在火星漫游11年多，取得了很大的成绩：完成90个火星日的任务，发现了火星上的第一个陨石、防热护盾岩(Heat Shield Rock)（在子午线高原），以及超过两年的时间研究维多利亚撞击坑。2015年3月11日，“机遇号”火星漫游车在“火星马拉松”的冲刺阶段，为了研究从未见过的岩石，放弃了最后的冲刺。

中文名	机遇号火星探测器
英文名	Opportunity
所属国家	美国
质量	185公斤
发射时间	2003年7月7日
发射地点	佛罗里达州卡纳维拉尔角
发射载体	德尔塔2火箭
任务时长	90火星日
目的星球	火星

简介

机遇号火星探测器是美国宇航局发射的一个于2004年进行火星探测任务的地表漫游车。2003年从地球发射，并于2004年1月25日地表UTC时间05:05(大约当地时间13:15)降落在子午线高原。

机遇号任务的重点包括了完成90个火星日的任务，发现了火星上的第一个陨石、防热护盾岩(Heat Shield Rock)（在子午线高原），以及研究维多利亚撞击坑。结果显示，早期火星曾有面积相当于俄克拉荷马州大小的一片地下水层。该研究为科学家如何研究火星表面提供了清晰观点。

设计构造

机遇号是一个六轮、太阳能动力车，高1.5米、宽2.3米以及长1.6米、180公斤重。六个轮子上有锯齿状的凸出纹路(rocker-bogie)来适应地形，每个轮子都有自己的马达，车体本车装载于前后端来让本身能够在30度的倾斜范围保持安全。最高车速是50公厘/每秒(2英吋/每秒)，虽然平均速度只有最高车速的五分之一。机遇号和他的姐妹-勇气号都载有纽约世贸大楼的金属残片，这些残片重新制成护盾来保护钻孔机械上的电缆。

机遇号伸出手臂分析防热护盾岩

太阳能板阵列能够在每个火星日产生约140瓦的电力让可充电式的锂离子电池储存电力并在晚上使用将近4个小时。机遇号的车体上的电脑使用了一个20MHZ的RAD6000中央处理器、128MB的DRAM、3MB的EEPROM以及256MB的快闪存储器。它的车体作业温度介于−40°C到40°C，车上由电热器在必要时能支援的放射性同位素热电机也提供了基本的温度控制。一个黄金薄膜和一层二氧化硅气凝胶进行隔热。

机遇号和地球之间的通讯以一架低增益天线以低传输速度进行沟通，也有一架高增益天线也进行通讯。低增益天线也用来向环绕火星的轨道器传输资料。

修正后的科学/工程仪器包括：

全景相机：用以调查当地岩层的结构、颜色、矿物学和组织。

导航相机：视野较大但是分辨率低且是黑白的，用以导航和行走。

微热放射光谱仪(Mini-TES)：近距离分辨可能的岩石和土壤并决定作用形成的原因。

危险回避相机(Hazcams)：两台具有120度视野的B&W相机，提供车上额外的资料显示周遭环境。

机遇号车体上的机械手臂包括以下仪器：

穆斯堡尔(Mössbauer)光谱仪MIMOSII：用来实地观察对于含铁岩石与土壤之矿物学的研究。

阿尔发粒子X光光谱仪：用来实地观察形成岩石与土壤的大量元素之分析。

磁铁：用来搜集具磁性的沙粒。

显微图像器：用来获取实地观察的岩石与土壤的高分辨率相片。

岩石摩擦工具：用来显露出新的物质成分来让车上的仪器做调查。

相机：会提供1024*1024pixel的相片，资料稍后会以ICER进行压缩、储存和传送。

任务目标

探索路线图

1、搜寻岩石和土壤的特征来寻找过去是否曾经有水的流动。特别的是找寻的样本将包括受到水的沉淀、蒸发、沉积胶结和热液活动所影响的矿物质。

2、测量降落地点周遭的矿物、岩石和土壤的分布区域和成分。

3、测量何种地质作用造成当地的岩层和如何影响化学作用。这些作用包括水、风蚀、沉淀、热液过程、火山活动和陨石撞击所造成的影响。

4、火星侦察轨道器上的仪器将会执行分类和确认地表上的这些观察资料;机遇号将会协助判定轨道器对火星作观察所用的仪器是否准确和有效。

5、搜寻含铁的矿物质并鉴定和定量一些相对的、且含水或者在水中形成的特定种类矿物，像是含铁碳酸盐。

6、分类岩石和土壤的矿物和成分并且分析形成它们的作用。

7、寻找当以前液态水存在时，地质所含有当时环境状况的可能证据。

8、评估火星上的环境是否有益于生命。

发射

发射

机遇号火星探测器于美国东部时间2003年7月7日23时18分（北京时间8日11时18分）由“德尔塔2”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空。机遇号火星探测器原定于6月25日发射，但是由于技术故障和恶劣天气，发射工作被连续推迟了5次。

登陆

2004年1月，美国宇航局（NASA）宣布，“机遇”号火星探测器于格林尼治时间1月25日5：05分（北京时间13：05时）成功在火星表面登陆。

NASA庆祝登陆成功

机遇号着陆的火星平原含有丰富赤铁矿，在地球上赤铁矿通常地处着有水和高温的地方。机遇号的六个轮子通过着陆舱的前缘斜面踏上火星表面，与NASA的勇气号探测器分别在火星的两面同时对这颗红色星球进行探测。位于NASA喷气推进实验室的科学家收到了机遇号通过奥德赛火星轨道器转发回来的照片，证实机遇号探测车已经安全踏上火星土壤。

成绩

远古酸性湖泊

当“机遇号”刚着陆在火星表面的子午高原(Meridiani Planum)上就有了具有转折点的发现，它发现该着陆点的岩石形成于一个远古酸性湖泊，其证据来自于赤铁矿，这种矿石一般形成于水中，形成于一种颇似蓝莓般的微小球形颗粒。这种独特的曲线沉淀物是由于柔和的水流冲刷形成的，当含盐水分蒸发之后，硫酸盐之后才析出，最终形成了这种岩石结构。

火星陨石

2005年1月份，“机遇号”在接近其丢弃的挡热板附近发现一块不同寻常，类似金属的岩石，探测器上携带的分光仪证实了这块岩石是由铁和镍构成，显示它可能是来自太空的一颗陨石，这也是人类首次在外星体上发现陨石。

炼狱沙丘

向奋进陨坑出发

2005年4月份，“机遇号”陷入了一片较浅的沙质山脊中，最终它花费了5个星期时间才从30厘米厚的沙质山脊上摆脱出来，这片涟漪状沙质土壤被命名为“炼狱沙丘”。

维多利亚陨坑

机遇号拍摄的前景图像

2006年9月份，“机遇号”从着陆地点“鹰坑”(Eagle Crater)旅行了9公里抵达了800米直径的“维多利亚陨坑”，维多利亚陨坑的直径是鹰坑的40倍，该陨坑于2004年研究了6个月。机遇号经过为期一年在维多利亚陨坑周边勘测和探测尘暴，2007年9月份，它开始进入这个陨坑，这个陨星碰撞形成的陨坑深30米，是之前机遇号所勘测陨坑深度的6倍。

更重要的是，维多利亚陨坑将见证子午高原整个生命历程，该陨坑覆盖着硫酸盐砂岩，这种岩石被认为形成于数十亿年前，当时的沙丘与水发生交互作用，这些水很可能来自浅水湖泊，之后接合加固形成固体岩石。火星探测器科学家雷-阿维德森(Ray Arvidson)说：“这种环境证实了远古火星存在湖泊是区域性，而并非本土性。”这处维多利亚陨坑悬崖被命名为“圣文森特角”(Cape St Vincent)。

奋进陨坑

2008年8月份，“机遇号”吃力地攀爬在维多利亚陨坑中，并开始朝向一个多洞穴叫做“奋进”的陨坑前进，这一陨坑的面积是维多利亚陨坑的20倍。

机遇号传回的火星地貌

2012年5月初，机遇号火星车抵达奋进号（Endeavour）陨石坑，化学分析显示很久以前奋进号地区曾有过温水。报告发表在《科学》杂志上。奋进号陨石坑周围地形十分古老，其时间可上溯到火星持续遭受流星撞击的时代，因此可能会遗留水或生命存在的痕迹，这也是其被挑选为火星车探索地点的主要原因。

机遇号收集和分析了岩石样本，测试了化学组成和硬度。其中一种岩石叫角砾岩，分析显示出存在高浓度的锌，地球深海热泉附近能产生有类似特征的岩石。它还研究了一种带矩阵线性纹理的岩石，研究人员根据化学分析和建模推断它是石膏。在地球上，石膏是水蒸发后常见的残留物质。研究人员据此推测，远古的时代该地区存在温暖浅水，可能适合生命居住。

2012年5月28日，据英国《每日邮报》报道，机遇号火星探测器已经从漫长的“冬眠”中醒来。火星的冬季极其严酷，低光照条件导致机遇号的太阳能板无法有效获取能量。但即便是在休息状态，机遇号也不忘抓拍了几张自己所在的“奋进号”陨石坑的“风景照片”。这个陨石坑直径14英里（约合22.5公里），是这辆火星车目前（2012年5月）造访过的最大陨石坑。

2012年9月10日，机遇号再次发回探测图片。从图片可见机遇号目前处在“奋进”陨石坑的西部边缘地区。其中一张图片显示“机遇”号附近的火星表面散布着很多碎小的岩石，看上去就像地球上的平原一样；第二张图片显示的是，机遇号在火星上的第3000个日子所在区域附近的全景图；而最后一张图片显示的是“机遇”号在火星上出现的影子。

2012年9月18日，机遇号发回使用其搭载的显微成像仪设备拍摄了一张张照片（拍摄时间是2012年9月6日），图像覆盖约6x6厘米的视野范围，地点是在奋进号陨石坑西侧边缘的柯克伍德岩石露头，可以看到大量密集分布的小球体，目前其成因和意义尚不明确。

饮用水证据

2013年6月7日，“机遇”号火星车任务总指挥史蒂夫·斯奎尔斯表示，“机遇”号火星车在一块富含黏土的岩石中发现非酸性水存在的证据。依据这一发现推断，在火星形成早期，星球环境或许更加适宜孕育生命。

“机遇”号先前在火星表面检测多块岩石，发现水存在的证据，但大多是酸性水。尽管地球上有一些喜爱酸性环境的细菌，但生物学家认为，生物进化、繁衍需要更加趋近中性的环境。

参考资料

1.“机遇号”火星探测器发射12周年：宝刀不老·人民网