2024 年 3 月 27 日

 

• DLR 火星相機 HRSC 拍攝的新影像提供了塔爾西斯省火山和諾克提斯迷宮峽谷的全景。
• 該圖像是從 10,500 公里外拍攝的，並與基於 NASA 的 MOLA 雷射測量的地形模型相結合。
• 重點：太空旅行、太陽系探索、火星

 

歐洲太空探測器火星快車每七小時繞行我們的行星鄰居火星一周，並且已經這樣做了二十多年。在25,000號軌道上，最近使用德國航空航天中心（DLR）開發的高解析度立體相機HRSC （高解析度立體相機）拍攝了另一張特殊影像。它從南半球雲層覆蓋的高地地區延伸到北部低地。

這張圖像提供了地球上地質最有趣的地區之一：塔爾西斯地區的全景。塔爾西斯高原面積龐大－面積約2,500萬平方公里，大致相當於北美大陸的面積。火星上最大的四座火山矗立在那裡。從北到南依序是海拔22公里的盾狀火山奧林帕斯山，以及三座火山阿斯克拉烏斯山（18公里）、帕沃尼斯山（12公里）和阿爾西亞山（14公里） ，被稱為塔爾西斯山（Tharsis Mons） 。

 

巨型火山、裂谷和火星衛星火衛一

就連塔爾西斯地區本身也是一個巨大的隆起，有四公里多高。它的名字來自於位於現在的安達盧西亞的古城塔爾特蘇斯，兩千多年來聖經神話都圍繞著它生長。

負責策劃錄製的 HRSC 團隊甚至能夠在這張半全球視野的圖像中捕捉到火星衛星火衛一，這堪稱一個小小的傑作。火星的兩個伴星的內部尺寸不到30公里（更遠的火衛二尺寸約為15公里，在高度6000公里的高度繞火星運行約8小時）。在有經緯度資訊的整體視圖上，可以將其視為一個紅、黃、綠的小點，即延時拍攝紅、綠、藍通道時月亮所在的位置。

日本-歐洲聯合任務 MMX預計將於 2026 年出發前往火星系統，其目標是在2029 年首次在火衛一上放置著陸器，並在 2031 年將從那裡採集的樣本帶到地球。

 

全面的攝影工作

火星快車探測器有一個極地軌道，這意味著它繞著地球「運行」的路徑每次都會經過兩極。探頭在細長的橢圓上移動。在每 7 小時的軌道上，火星快車接近表面約 350 公里，然後退回到約 10,500 公里的距離。

來自如此高海拔的圖像通常用於觀察稀薄的火星大氣中的天氣，或創建表面的全局視圖並用於校準目的。太空船以掃掠運動的方式在火星上空擺動，使 HRSC 感測器能夠掃描如此大的區域。橫向於飛行路徑佈置的線感測器的視野像寬闊的“畫筆描邊”一樣在表面上被引導。在 HRSC 記錄期間，所有感測器以相同的觀察角度依序掃描表面，這導致各個影像通道之間存在時間間隔。

這可以在概覽影像中看到，火衛一可以在三個不同的地方看到（作為紅色、黃色和綠色的點），因為它在掃描過程中持續移動。對此類影像進行後處理時，各個彩色影像會相互疊加以建立完整的彩色視圖。由於地表上有「不可移動」的景觀特徵，在不同時間拍攝的多次掃描中使它們重疊是沒有問題的。對於在其軌道上快速移動的火衛一來說，這變得更加困難：這裡必須單獨重建記錄，以獲得對場景的統一印象。

塔爾西斯地區覆蓋了火星表面的六分之一多一點。圖像中還可以看到Jovis Tholus 、Biblis Patera 和 Ulysses Patera等較小的火山。諾克提斯迷宮(Noctis Labyrinthus)的分支峽谷是水手谷 (Valles Marineris) 巨大裂谷的向西延伸，位於圖片的右下角。許多其他地表特徵也值得強調，例如奧林匹斯山北部Lycus Sulci的「皺紋」景觀或構造裂谷系統Tantalus Fossae、Ceraunius Fossae 和 Ulysses Fossae。 

如果放大影像，更多細節會變得明顯：例如，可以在影像的下部看到所謂的背風波雲。它們出現在背風的地形障礙物的一側，例如山脈或火山口邊緣：當空氣流過山脊並必須上升時，它會收到一個脈衝，然後將其轉化為動能。氣流由不同的層組成，然後在障礙物的背風側形成波浪形結構。另一條狹窄的雲帶位於索利斯高原以南，可能佈滿灰塵。

 

影像處理

這些影像是 HRSC 相機於 2023 年 10 月 19 日在火星快車 25,000 軌道上拍攝的。地面解析度小於 450 公尺/像素，影像中心位於約東經 248 度和北緯 2 度。彩色影像是根據來自最低點通道、垂直於火星表面的視場以及 HRSC 顏色通道的資料創建的。上下文地圖是根據 HRSC 數據和來自 NASA 火星全球勘測者 (MGS) 任務中的火星軌道器雷射高度計 (MOLA) 實驗的數據。傾斜透視圖是根據 MOLA 資料、HRSC 最低點通道和 HRSC 顏色通道的數位地形模型產生的。當使用紅/藍或紅/綠眼鏡觀看時，浮雕影像會產生三維景觀印象，該影像源自 MOLA 數位地形模型和最低點通道的資訊。

 

[照片]

(A) 塔爾西斯凸起上的巨大盾狀火山

歐洲第一顆行星探測器「火星快車」已在「紅色星球」軌道上運行了二十多年。 2023 年 10 月 19 日，由 DLR 行星研究所開發和運行的 HRSC 相機系統在 25,000 軌道上掃描了火星從南部高地到北部低地的情況。結合雷射測高儀MOLA的地形數據，計算出數字地形模型，得到了塔爾西斯地區的三倍放大透視真彩圖，其中有大型盾狀火山（從南到北）Arsia Mons、Pavonis Mons、 Ascraeus蒙斯和（地平線上）22 公里建造了高高的奧林匹斯蒙斯。右下角、火山東側是諾克提斯迷宮 (Noctis Labyrinthus) 的構造裂谷。

(B) 太陽系中最高的四座火山

塔爾西斯三座大型火山阿爾西亞山、帕沃尼斯山和阿司克拉烏斯山（從左到右）以及太陽系最高的火山，22 公里高的奧林匹斯山，在塔爾西斯凸起的地平線上看起來就像巨大的昆蟲叮咬，火星赤道上有十億年的活躍火山區。在塔爾西斯火山以東，可以看到諾克提斯迷宮 (Noctis Labyrinthus) 構造裂谷，其延續形成了長 4,000 多公里、深 10 公里的水手谷 (Valles Marineris) 裂谷。

(C) 火星快車號在 25,000 號軌道上呈現壯觀的火星景象

歐洲太空探測器火星快車每七小時繞著我們的行星鄰居火星運行一次。 2023 年 10 月，HRSC 立體相機在 25,000 號軌道上拍攝了一張特殊影像，範圍從南半球雲層覆蓋的高地地區到北部低地。圖像的中心是塔爾西斯地區，這是一個四公里高的凸起，上面有四座火星最大的盾狀火山，高聳入雲，高達 12 至 22 公里。 28公里長的火星大衛星火衛一也在繞火星運行時在南部高地上空被拍攝到，在影像中可以看到它是一個小黑點。

(D) 塔爾西斯火山區和火星衛星火衛一

火星上最有趣的地質區域之一是塔爾西斯地區，這是一個高4 公里的隆起區域，面積相當於北美洲，擁有太陽系中最高的四座火山：奧林匹斯山（高22 公里） 、阿斯克拉烏斯山（高18 公里）。公里）、帕沃尼斯蒙斯（12 公里）和阿爾西亞蒙斯（14 公里）。 塔爾西斯凸起是在歐洲太空總署火星快車軌道飛行器 25,000 軌道上從遠處拍攝到的，提供了從南部高地到北部低地的大片圖像。 除了眾多其他引人注目的景觀特徵外，在圖像的最南端還可以看到 28 公里大的火星衛星火衛一，它以 6,000 公里的高度繞著火星運行。

(E) 軌道 25,000 中 HRSC 影像的 3D 浮雕影像

此浮雕圖像是根據 ESA 火星快車探測器上 DLR 操作的 HRSC 相機系統的最低通道創建的，該探測器垂直指向火星表面，並根據 MOLA 雷射高度計的地形資訊創建。當使用紅藍或紅綠眼鏡時，可以實現景觀的三維視圖，並為觀眾提供高度差的空間概念。

(F) DLR 相機 HRSC 在軌道 25,000 火星上空的視野

歐空局的火星快車太空船有極地軌道。 20多年來，它一直圍繞地球“運行”，其軌道每次都會經過兩個極點。 探頭在細長的橢圓上移動。 在每 7 小時的軌道上，火星快車接近表面約 350 公里，然後退回到約 10,500 公里的距離。 高空影像，例如這張從南部火星高地到北部低地的數千公里長的掃描影像，通常用於觀察稀薄的火星大氣層中的天氣，或創建表面的全球視圖並用於觀測校準目的。 太空船以掃掠運動的方式在火星上空擺動，使 HRSC 感測器能夠掃描如此大的區域。

(G) DLR 相機 HRSC 在軌道 25,000 火星上空的視野

歐空局的火星快車太空船有極地軌道。 20多年來，它一直圍繞地球“運行”，其軌道每次都會經過兩個極點。探頭在細長的橢圓上移動。在每 7 小時的軌道上，火星快車接近表面約 350 公里，然後退回到約 10,500 公里的距離。高空影像，例如這張從南部火星高地到北部低地的數千公里長的掃描影像，通常用於觀察稀薄的火星大氣層中的天氣，或創建表面的全球視圖並用於觀測校準目的。太空船以掃掠運動的方式在火星上空擺動，使 HRSC 感測器能夠掃描如此大的區域。