美国宇航局（NASA）的“火星奥德赛”（Mars Odyssey）宇宙飞船捕捉到的景象直到现在还只存在于想象中：Arsia Mons在火星地平线上穿过薄纱般的云层的日出全景。
该图像于 2024 年 5 月 2 日拍摄，显示这颗冰尖巨人在火星表面上方 12 英里（20 公里）处若隐若现，是地球冒纳罗亚山高度的两倍，并被黎明照亮的水冰云包裹着。
除了电影般的美感外，该镜头还标志着三座巨大的 Tharsis Montes火山中首次从侧面拍摄，而不是直接从头顶拍摄。这种新视角为科学家们提供了了解火星天气的新视角。
Odyssey 侧向转弯
Mars Odyssey于 2001 年发射，至今仍在发展壮大，是地球以外世界上寿命最长的轨道飞行器。
从 2023 年开始，任务工程师开始执行一项不寻常的机动。他们将整个航天器旋转 90 度，以便其朝下的摄像头可以向侧面看。
通过将热发射成像系统 （THEMIS） 转向火星的边缘，该团队可以拍摄堆积在火星表面的尘埃和冰云层，如果幸运的话，还可以捕捉到火星地标的剪影。
每个水平指向序列都会创建一个由数十个狭窄的高空帧拼接而成的马赛克。通过在不同季节重复实验，科学家们可以观察云甲板如何生长、收缩或迁移。
“我们在这些地平线图像中看到了一些非常显著的季节性差异，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的Michael D. Smith 说。“它为我们提供了关于火星大气层如何随时间演变的新线索。”
火星边缘的云
火星拥有两种主要的云：冰冻二氧化碳片（基本上是干冰）和水冰羽流。塔尔西斯蒙特斯地区是一个比美国大陆还大的火山高原，以其黎明时分壮观的水冰表演而闻名。
夜间寒冷的空气顺坡滑落，然后在日出时流回阳光普照的火山侧翼;随着它的上升，空气膨胀和冷却，水蒸气凝结成云。
当火星到达远日点（离太阳最远的地方）时，较低的温度会让这些云增厚成一条波光粼粼的赤道带，称为远日点云带。
Odyssey 的新全景图捕捉到了那条带的盛况，它的蓝色薄雾在下面的橙色表面上几乎像地球一样。
从轨道上看，这种对比是巨大的。Arsia Mons和它的兄弟姐妹 Pavonis 和 Ascraeus Mons 刺穿了面纱，看起来就像雾海中的黑暗岛屿。
水冰云对地球的天气引擎至关重要：它们影响表面温度，控制尘埃的堆积方式，甚至可能引发局部降雪。
了解它们的节奏可以改进气候模型，并最终提高未来航天器着陆的安全边际。
塔尔西斯的火山巨人
虽然今天仍处于休眠状态，但火星上的阿尔西亚蒙斯曾经喷发得如此凶猛，以至于它的破火山口——山顶洼地——可以吞噬一座大都市。
它的庞大规模会扰乱当地的风，基本上引导周围的大气。新的地平线图像揭示了地形如何与水蒸气相互作用。
“我们选择了 Arsia Mons，希望能看到山顶露出清晨的云层。它并没有让人失望，“负责 THEMIS 运营的亚利桑那州立大学Jonathon Hill 说。
从侧面而不是从上面看火山有助于科学家更准确地测量云层高度。例如，如果云层在 6 英里高处与山相交，则交点在剖面中显示为清晰的边界。
了解高度可以改进温度、湿度和风速的计算，这些数据可以输入到全球环流模型中，就像用于地球天气预报的模型一样。
旧技术，新科学
THEMIS 设计于二十年前，旨在绘制矿物图并嗅探火星尘埃下的水冰储层。
它的红外传感器可以检测到埋藏的冰，未来的宇航员可能会从这些冰中开采这些冰来获取饮用水、氧气或火箭推进剂。
在可见光波长下，该相机对数千个尘暴进行了编目，监测了猛烈的行星沙尘暴，甚至调查了火星的卫星火卫一和火卫二，以揭示它们斑驳的地壳碎片涂层。
然而，Horizon活动展示了该乐器的灵活性。通过捕获地球的边缘，THEMIS 变成了一颗低成本的气象卫星，观察尘埃和冰如何分层旋转数十英里厚。
火星云细节和人类
详细的云测量将帮助任务规划者决定何时发射、在哪里着陆以及生命支持系统必须有多强大。
特别是水冰云，可以散射阳光并将表面温度降低几度。这些微小的温降对于漫游车、栖息地和上升车辆的电池寿命和热控制非常重要。
此外，火山本身对人类探险家来说很有趣。漫游车可以穿越它们平缓的斜坡——平均约 5 度——以研究古老的熔岩流，寻找可能庇护生命的火山洞，并收获困在阴凉火山口中的冰。
高海拔还为通信提供了制高点和扩展的视线。
以火星上的不同季节为目标
“火星奥德赛”的下一次地平线会议将针对不同的纬度和季节，构建火星大气变化的延时摄影。
科学家们希望能观测到沙尘暴的来临、两极附近夜光熠熠的云层，也许还有火星臭氧层的微弱弧线，臭氧层是一个随着火星的季节起伏的脆弱盾牌。
该航天器的寿命表明，即使是成熟的任务也可以通过工程独创性转向新的科学。
随着它进入第三个十年，《火星漫游》继续带来惊喜——展示一个直视下方的相机，只需稍微转动宇宙飞船，就可以揭示出值得宇航员靠窗座位的外星日出。