ESA 的火星快车任务发布了色彩丰富、细节丰富的火星马赛克，以纪念其成功发射 20 周年，它使用高空图像揭示了前所未有的颜色变化和行星的多样化组成。 马赛克突出了微红色的氧化铁、深色火山玄武岩砂和暗示过去存在液态水的明亮区域。 该任务将至少持续到 2026 年。
这套马赛克组合图是使用火星快车高分辨率立体相机 (HRSC) 的数据创建的。
HRSC 通常从大约 300 公里的高度拍摄火星表面，这是航天器在其椭圆轨道上最接近火星的高度，由此产生的图像覆盖大约 50 公里的区域。 然而，此处呈现的马赛克使用了一种略有不同的方法。 为了更广泛地观察地球，HRSC 在更高的高度（4000 到 10,000 公里）收集了 90 张图像，从而捕获了大约 2500 公里宽的区域。 然后将这些图像放在一起形成完整的全球视图。
获取此类大规模图像通常是为了观察火星上的天气模式——但即使在没有大气现象的情况下，它们也能提供地球表面的美妙景色。
此图像显示了在 HRSC 轨道 21 688 期间拍摄的用于创建全球马赛克的高海拔 HRSC 图像的示例。灰色地形包含来自 NASA 的火星轨道器激光高度计的数据，而 HRSC 数据形成两个彩色切片。 火星坐标显示在圆盘周围以提供地理环境。
左图：红-绿-蓝合成图，显示表面在可见光下的样子。 请注意北部和南部的浅蓝色，这是由于相机在火星大气层中的视野较浅（因此对图像的影响较大）造成的。 这些区域被排除在全球马赛克之外。
右图：红外-红-绿复合材料。 这种不寻常的视图（包括红外通道）提供了一种可能的方法来检查火星在各种波长下的表面反射率，并且还被检查以检测构成全球马赛克的数据中的伪影或漏洞。 图片来源：ESA/DLR/FU Berlin/MOLA 科学团队，CC BY-SA 3.0 IGO
这个新视图通过增强局部颜色和对比度突出了火星表面的变化。
得益于其九个成像通道，HRSC 不仅可以在三个维度上而且还可以在颜色上对火星进行可视化。 然而，火星大气不断变化的不透明度使得很难从轨道上确定准确的表面颜色。 灰尘会散射和反射光线，导致图像之间的颜色发生变化，并在组装马赛克时产生类似拼布的效果。
到目前为止，在图像处理过程中抑制这种影响已经减少了火星不同部分之间的颜色变化。 但是为了创建这个马赛克，HRSC 团队改为将每个组成图像的颜色参考到从高海拔观测中得出的颜色模型，从而使它们能够保留颜色变化并揭示比以前看到的更丰富的火星颜色视图。
此图像是马赛克的特写镜头，具有拉伸的对比度，并显示了峡谷系统 Valles Marineris 以及带注释的表面细节：硫酸盐沉积物、阴霾和雾气以及云层。 这一构造特征东西延伸超过 4000 公里，南北延伸达 700 公里，是太阳系中最大、最具戏剧性的峡谷系统。
微弱的明亮到浅蓝色区域显示大气中的云层。 Valles Marineris的深处也被每年这个时候在火星表面洼地形成的雾霾所覆盖。 图片来源：ESA/DLR/FU Berlin/G。 迈克尔，CC BY-SA 3.0 IGO每种颜色不同的材料
虽然它本身很漂亮，但马赛克还提供了有关火星组成的迷人信息，揭示了其表面前所未有的色彩多样性和细节。
火星以其微红色而闻名，这是由高水平的氧化铁引起的。 然而，地球的大部分地区在这里显得相当暗和蓝色调。 这些是起源于火山的灰黑色玄武岩砂，在火星上形成深远的深色沙层。 它们在风中移动时堆积起来，在撞击坑内形成壮观的沙丘和沙丘地带。
另一方面，被水风化的材料往往看起来更轻。 火星上两种最常见的水风化矿物，粘土和硫酸盐矿物，在这种彩色复合材料上显得特别明亮； 它们的存在是由火星快车上的欧米茄光谱仪确定的。 这些矿物质的存在表明液态水在火星上存在了很长时间，随着时间的推移风化和改变岩石形成重要的粘土沉积物，例如 Mawrth Vallis（该视图中未显示但之前由 HRSC 观察到的前流出通道）。
在 Valles Marineris 峡谷系统中可以看到硫酸盐矿物，在注释图像中看得最清楚。 然而，在这里，它们被一层薄薄的深色沙子覆盖，但仔细观察可以看到它们令人印象深刻的颜色变化。 与粘土矿床不同，硫酸盐矿物表明环境条件更酸性，对生命不太友好。
艺术家对火星快车的印象。 图片来源：Alex Lutkus
探索火星二十年自 2003 年以来——20 年前，火星快车发射并一直围绕着这颗红色星球运行！轨道飞行器正在对火星表面进行成像，绘制其矿物图，确定其稀薄大气的成分和循环，探测其地壳下方，并探索各种现象如何在火星环境中相互作用。航天器的 HRSC，负责拍摄这些图像的相机，在过去 20 年中揭示了火星多样化的表面特征。它的图像展示了从火星第二高的火山 Ascraeus Mons 和强大的 Valles Marineris 峡谷系统到深层裂缝和水蚀山谷和撞击坑、构造断层、河道和古老的熔岩池的一切。该任务在其二十年的生命中取得了巨大的成果，比以往任何时候都更全面、更准确地了解我们的行星邻居。它最初计划持续一个火星年，或大约 687 个地球日，但已继续达到并超过其目标。由于任务已延长至至少 2026 年底，我们可以期待在未来几年拍摄到更多美丽而富有洞察力的火星快照。
