MAVEN火星探測器

MAVEN火星探測器也稱火星大氣與揮發物演化任務，簡稱MAVEN（Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission）是美國國家航空航天局火星偵察兵計畫的一部分，由一個軌道衛星觀測火星大氣，尤其是測量大氣逃逸速率，進而研究火星氣候歷史。MAVEN的主研究員是科羅拉多大學博爾德分校大氣與太空物理實驗室的布魯斯·賈科斯基。2013年11月18日，美國國家航空航天局成功發射MAVEN空間探測器。

基本信息

• 中文名稱：MAVEN火星探測器
• 外文名：MAVEN（Mars Atmosphere and Volatile Evolution Missi
• 所屬國家：美國
• 主要製造商：洛克希德馬丁太空系統，科羅拉多大學博爾德分校，柏克萊加州大學，戈達德太空飛行中心
• 主要儀器：粒子與場（Particles and Field，P&F）組件，遙測（Remote Sensing，RS）組件，中性氣體與離子質譜儀
• 發射時間：2013年11月18日
• 發射地點：佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地
• 發射載體：“宇宙神V型”火箭
• 任務時長：2年
• 目的星球：火星
• 軌道周期：4.5小時
• 主要任務：1.了解從大氣逃逸至太空的揮發物於大氣演化所扮演的角色，進而了解火星大氣、氣候、液態水和行星適居性的

簡介

MAVEN的概念圖

美國“火星大氣與揮發演化”（MAVEN）探測器搭乘“宇宙神V型”火箭，美國東部時間2013年11月18日13時28分（台北時間19日2時28分），從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地順利升空，踏上10個月的飛往火星之旅，2014年9月22日到達火星，預計比印度火星探測器早到達兩天。“火星大氣與揮發演化”探測器項目的花費超過6.7億美元，旨在調查火星的上層大氣，幫助了解火星大氣層的氣體逃逸對火星氣候與環境演變所產生的影響，這也是美國發射的首個專門執行這一使命的探測器。科學家認為，遠古火星曾擁有濃厚的大氣層，且表面存在大量液態水。但隨著時間的推移，火星大氣層中的大部分氣體逃逸到太空中，表面的液態水也逐漸消失，火星從可能適合微生物生存的行星，最終變成了今天寒冷而荒涼的沙漠世界。

任務概觀

2008年9月15日，NASA宣布由眾多提案中選擇MAVEN作為火星偵察兵計畫於2013年發射的部分。 MAVEN計畫於2013年末以改進型一次性運載火箭（EvolvedExpendableLaunchVehicle）發射，於2014年秋季進入環繞火星的橢圓軌道。 MAVEN有四個主要科學目標： 1. 了解從大氣逃逸至太空的揮發物於大氣演化所扮演的角色，進而了解火星大氣、氣候、液態水和行星適居性的歷史。
2. 了解當今上層大氣與電離層的狀態，還有與太陽風的互動作用。
3. 了解當今中性粒子與離子從大氣逃逸的狀況與相關機制。
4. 測得大氣中穩定同位素的比例，以了解大氣隨時間流失的情況。 MAVEN的測量亦可驗證當今對於火星大氣甲烷形成的理論模型。

硬體概觀

MAVEN軌道衛星的設計是以火星奧德賽號和火星勘察衛星為基礎。

科學儀器

“宇宙神V型”火箭搭載“火星大氣與揮發演化”探測器點火升空

MAVEN將研究火星的上層大氣和與太陽風的互動作用。搭載的儀器將測量大氣氣體、上層大氣、太陽風和電離層。 由科羅拉多大學博爾德分校、柏克萊加州大學與戈達德太空飛行中心分別製造將搭載的儀器套件。 儀器套件包括： • 粒子與場（ParticlesandField，P&F）組件
•太陽風電子分析儀－測量太陽風與電離層電子
•太陽風離子分析儀－測量太陽風與磁層鞘離子密度與速度
•超熱與熱離子組成－測量熱離子與中等能量逃逸離子
•太陽高能粒子－了解太陽高能粒子撞擊上層大氣的情況
•Lagmuir探針與波－了解電離層特性、逃逸離子的波加熱和極紫外光的照射量
•磁力儀－測量行星際太陽風與電離層磁場 • 遙測（RemoteSensing，RS）組件
•紫外光光譜成像（ImagingUltravioletSpectrometer，IUVS）－測量全球上層大氣與電離層的特性 • 中性氣體與離子質譜儀（NeutralGasandIonMassSpectrometer，NGIMS）－測量中性氣體與離子的組成與同位素。

火星探測大事記

1962年11月1日：前蘇聯發射了“火星1號”探測器，雖然它在飛離地球一億公里時與地面失去聯繫，下落不明，但這次發射被視為人類探測火星的開端。 1964年11月28日：美國“水手4號”開始8個月的火星之旅，成為有史以來第一枚成功到達火星並發回數據的探測器。 1971年5月31日：美國“水手9號”升空，成為第一個火星軌道飛行器。它首次拍攝到火星全貌。 1996年12月4日：美國發射“火星探路者”，攜帶“旅居者”號火星車登入火星。科學家根據發回的圖片信息判定，火星曾經溫暖和潮濕。
1998年7月3日：日本發射“希望”號探測器，但最終未能成功進入火星軌道。
2001年4月7日：美國發射“奧德賽”火星探測器，標誌著美國火星探測計畫重新啟動。2002年，“奧德賽”發現火星表面和近地表層中可能有豐富的冰凍水，但這一問題目前存在爭議。
2003年6月10日：攜帶“勇氣”號火星車的美國“火星探測流浪者”號探測器發射升空，2004年1月3日在火星表面成功著陸。
2007年2月25日：歐洲航天局的“羅塞塔”彗星探測器靠近火星飛行，順利完成利用火星引力調整飛行速度和軌道的任務。
2007年8月4日：美國發射“鳳凰號”探測器，它在火星北極區域登入後收集了冰樣，而且還發現火星表面土壤的化學成分與海水非常類似。11月10日後“鳳凰號”與地面失去聯繫。
2011年11月8日，中國“螢火1號”探測器與俄羅斯探測器搭載俄羅斯火箭一起發射升空。11月9日，俄方宣布火箭變軌失敗，沒能飛出地球軌道。
2011年11月26日，美國宇航局成功發射了“好奇”號火星車。2012年8月6日成功在火星表面完成軟著陸。
2013年11月5日，印度向火星發射了一枚名為“曼加里安”的探測器，希望能探測到火星大氣中甲烷存在的痕跡。