火星快車軌道飛行器《Mars Express orbiter》，歐洲航天局《ESA》的第一個行星際任務，於2003年6月2日進入火星軌道。
從那以後，探測器使用高分辨率立體攝像機《HRSC》繪制了火星表面的地圖，這是一種由德國航空航天中心《DLR》與商業夥伴建造的儀器。
上周五《6月2日》，在德國達姆施塔特的歐洲航天局歐洲空間操作中心《ESOC》舉行了慶祝活動，以紀念該任務20周年。
上圖：由歐空局火星快車軌道器上的HRSC儀器拍攝的火星彩色拼接圖像。
在慶祝活動期間，火星快車軌道飛行器向地球直播了一系列全球彩色拼接圖像。
這些拼接圖像是 HRSC 科學團隊進行的高海拔活動和最先進的圖像處理的結果。
其結果是在細節、空間分辨率和顏色多樣性方面都無與倫比的拼接圖，為了解火星環境提供了寶貴的見解。
這包括揭示地表成分，展示過去水是如何在那裡流動的，以及現代的氣象現象。
近二十年來，HRSC 以前所未有的分辨率繪制了接近整個火星表面的彩色和三維地圖。
這要歸功於相機的四種顏色通道《紅、綠、藍和紅外》和五種全色最低點通道、立體通道和光度通道。
這臺由DLR行星研究所操作的照相機，最初隻能使用一個火星年《大約687個地球日》。
但任務的成功促使歐空局多次延長任務，最近一次延長到2026年底。
上圖：距離火星2500公裡《1550英裡》的HRSC彩色拼接視圖。
這些高空圖像是由位於柏林的德國航空航天中心《DLR》的HRSC團隊計劃和獲取的。
色彩模型的發展和馬賽克的處理是由格雷格·邁克爾《Greg Michael》博士完成的，他是柏林自由大學的天體物理學家和射電天文學家，也是HRSC的聯合研究員。
HRSC團隊的一篇科學論文將在不久的將來發表，同時還將通過ESA客戶存儲設施提供地理參考數據集。
自2004年1月投入使用以來，HRSC以每像素50至20米《164至65.6英尺》的分辨率拍攝了幾乎整個火星的圖像。
通常情況下，該任務將從大約300公裡《186英裡》的高度拍攝火星，此時航天器在其軌道上最接近火星。
然而，對於拼接圖，使用了90張從海拔4000至10000公裡《2485.5至6215英裡》的獨立圖像，覆蓋了直徑約2500公裡《1550英裡)》的區域，空間分辨率為每像素2公裡《1.2英裡)》。
拼接圖中的許多區域以儀器的最高分辨率每像素12.5米出現。
另一個令人印象深刻的特點是圖像中捕獲的色彩水平。
通常情況下，由於火星大氣層的透明度不斷變化，很難拍攝到準確捕捉火星表面顏色的照片。
這是由大氣中不同程度的塵埃引起的，這會導致光線散射和反射，導致圖像之間的顏色變化。
為了抑制這種影響，航天機構經常使用圖像處理，使顏色變化在更遠的距離上變小。
這一次，一項新的高空觀測活動被用於構建一個全局顏色模型，HRSC團隊使用該模型對拼接圖中的每個圖像進行顏色參考。
這允許了長距離的顏色變化，並產生了一張具有前所未有的顏色多樣性的火星照片。
顏色變化還揭示了其成分的信息，其中包括其表面風化層中大量的氧化鐵。
這就是火星被稱為『紅色星球』的原因，但觀測也表明，它有藍色、灰色和黑色的深色區域。
上圖：HRSC拍攝的單個高空圖像示例。
這些區域對應於天文學家觀察了幾個世紀的火山沙，這些火山沙形成了巨大的深色砂層。
這些沙子主要是由風堆積而成的，形成了由未風化的玄武巖礦物組成的新月形沙丘《類似於地球上發現的火山砂和風吹沙丘》。
還有一些較輕的火山砂，它們被水風化了，這些水曾經在火星表面流動《約30億至20億年前》。
『好奇號』和『毅力號』火星車分別在蓋爾隕石坑和傑澤羅隕石坑以粘土沉積物的形式對其進行了研究。
粘土和硫酸鹽礦物是火星上最常見的兩種礦物，在彩色合成圖像中相對容易發現，因為它們特別明亮。
例如，在沿著赤道的水手峽谷系統中，可以看到大量的硫酸鈣《石膏》和硫酸鎂《鉀輝石》的沉積。
這些礦物質被一層薄薄的深色沙子覆蓋，但由於HRSC顯示的顏色變化，這些礦物質是可見的。
火星表面的粘土和硫酸鹽是證明火星過去有水存在的眾多證據之一。
水手谷的深處覆蓋著大氣現象，比如左下方明亮的白色斑塊所顯示的微弱的雲。
在水手峽谷中也有朦朧的霧層，通常在一天和一年中的某些時候在峽谷中形成。
在窪地和其他低窪地區也觀察到類似的霧層，如南部高地的阿蓋爾和赫拉斯盆地，以及北部低地的隕石坑地區《如伊西迪斯和烏托邦盆地》。
上圖：水手谷HRSC圖像的註釋特寫。
HRSC的成功是決定延長火星快車任務的主要因素，該任務已經在火星周圍運行了19年5個月零12天。
截至2023年10月19日，該任務將完成25000個火星橢圓軌道，使其成為僅次於美國宇航局2001年火星奧德賽號的第二長持續活動的航天器，奧德賽號也仍在紅色星球周圍活動。
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