火星軌道探測器（英語： Mars 軌道飛行器 Mission，縮寫： MOM），或者非正式地稱為 Mangalyaan（曼加里安，梵語：????????，火星飛船），是印度的火星環繞探測器，于2013年11月5日成功發射。該次任務是一項“技術示范”項目，目標是發展行星際探測任務必須的設計、規劃、管理和操作相關技術。
所屬組織ISRO主制造商ISAC任務類型火星人造衛星發射時間2013年11月5日09:08 UTC運載火箭PSLV-XLC25發射地點薩迪什·達萬航天中心第一發射臺任務時長300日質量1,350千克酬載15千克。
歷史
火星軌道探測器的歷史始于2008年11月23日，當時的ISRO主席G. Madhavan Nair首次公開宣布了對火星進行無人任務的計劃。火星軌道探測器的任務概念始于2010年印度空間科學與技術研究所在2008年發射月球衛星Chandrayaan-1后進行的可行性研究。2012年8月3日，印度總理曼莫漢·辛格在印度空間研究組織完成了對軌道器所需的1.25億印度盧比（1600萬美元）的研究后，批準了該項目。整個項目的總成本可能高達4.54億盧比（5700萬美元）。衛星的成本為1.53億盧比（1900萬美元），其余的預算已被歸因于將用于其他ISRO項目的地面站和中繼升級。
原計劃在2013年10月28日發射，但由于ISRO的航天器跟蹤船由于太平洋的惡劣天氣而延遲到預定位置，發射被推遲到11月5日。節省燃料的霍曼轉移軌道的發射機會每26個月發生一次，在這種情況下，接下來的兩次將在2016年和2018年。
2013年8月5日開始組裝PSLV-XL發射車，編號為C25。在印度空間研究組織衛星中心，班加羅爾，完成了五個科學儀器的安裝，完成的航天器于2013年10月2日運送到斯里赫里科塔，以便與PSLV-XL發射車進行整合。衛星的開發是快速跟蹤的，并在創紀錄的15個月內完成，部分原因是由于使用了重新配置的Chandrayaan-2軌道器總線。
盡管美國聯邦政府關閉，美國航空航天局在2013年10月5日重申，它將“通過其深空網絡設施”為任務提供通信和導航支持。在2014年9月30日的會議上，NASA和ISRO官員簽署了一項協議，以建立未來共同探索火星的途徑。工作組的目標之一將是探索MAVEN軌道器和MOM以及其他當前和未來火星任務之間可能協調的觀察和科學分析。
火星軌道探測器已于印度標準時間2013年11月5日2:38 PM（9:08 UTC）在位于斯里赫里戈達島的薩迪什·達萬航天中心第一發射臺以 PSLV-XL C25 型火箭發射。該任務的發射窗口是在同年10月28日后約20日的時間內。火星軌道探測器正式發射倒數計時開始于2013年11月3日06:08 AM，發射成功后結束。本項任務是印度的首個火星探測任務。
2022年10月2日，據報道，軌道器在2022年4月進入長期日食期后，與地球的通信不可恢復地丟失，它并未設計為能夠在此期間生存。在通信丟失時，人們不知道探測器是否已經失去電力，或者在自動機動過程中是否無意中重新對準了其面向地球的天線。
制作與設計
火星軌道探測器的制作與設計涵蓋了通信與指令、軌道提升操作、火星注入軌道以及軌道修正操作等多個方面。
通信與指令
火星軌道探測器的通信與指令由印度空間研究組織（ISRO）的遙測、跟蹤和指令網絡執行。地面站分布在斯里哈里科塔、波特布萊爾、文萊和印度尼西亞的比亞克。當飛船的遠地點超過100,000公里時，ISRO的印度深空網絡使用了一架18米（59英尺）和一架32米（105英尺）直徑的天線。此外，美國航空航天局（NASA）的深空網絡和南非國家航天局（SANSA）的哈特比斯胡克（HBK）地面站也提供了衛星跟蹤、遙測和指令服務。
軌道提升操作
火星軌道探測器進行了多次軌道提升操作，使用了飛船上的推進系統和一系列近地點燃燒。在地球軌道上，共進行了五次軌道提升操作，其中前三次操作結果正常，第四次操作只部分成功。然而，隨后的補充操作將軌道提升到了原計劃的高度。
火星注入軌道
火星軌道探測器的注入軌道操作成功地將其送入了高度橢圓形軌道，軌道周期為72小時51分鐘51秒，近地點為421.7公里（262.0英里），遠地點為76,993.6公里（47,841.6英里）。在軌道注入結束時，火星軌道探測器還剩下40公斤（88磅）的燃料，比六個月任務所需的20公斤（44磅）還要多。
軌道修正操作
火星軌道探測器原計劃進行了四次軌道修正操作，但只進行了三次。第一次軌道修正操作于2013年12月11日01:00 UTC進行，持續時間為40.5秒。第二次軌道修正操作于2014年6月11日11:00 UTC進行，持續時間為16秒。由于火星軌道探測器的軌道與計劃軌道非常接近，計劃于2014年4月進行的第三次軌道修正操作被取消。第三次軌道修正操作是一次3.9秒的減速測試，于2014年9月22日進行。
任務目標
火星軌道探測器的任務目標分為科學目標和技術目標兩部分。
科學目標
火星軌道探測器的科學目標主要是探索火星的表面特征、形態、礦物組成和大氣層。這些目標將通過使用本土科學儀器進行研究來實現。
技術目標
火星軌道探測器的技術目標主要是開發設計、規劃、管理和執行星際任務所需的技術。具體的任務包括：
將航天器從地心軌道轉移到日心軌道并最終捕獲到火星軌道的軌道機動；
開發軌道和姿態（方向）計算和分析的力學模型和算法；
在所有階段維護航天器；
滿足電力、通信、熱控和有效載荷操作要求；
加入自主特性以處理意外情況。
此外，火星軌道探測器的任務目標也包括作為一項“技術示范”項目，發展行星際探測任務必須的設計、規畫、管理和操作相關技術。
當前狀態
火星軌道探測器的任務已于2022年結束，此時距離其成功進入火星軌道已有8年的時間。在此期間，探測器已失去與地球的聯系。火星軌道探測器的軌道插入使其如計劃中的那樣進入了火星的高度橢圓形軌道，周期為72小時51分鐘51秒，近火點為421.7公里，遠火點為76,993.6公里。在軌道插入結束時，火星軌道探測器上還剩下40公斤的燃料，比執行六個月任務所需的20公斤燃料要多。在2014年9月28日，火星軌道探測器的控制者發布了該航天器捕獲的火星的第一張全球視圖。該圖像是由火星彩色相機（MCC）捕獲的。
在2014年10月7日，ISRO改變了MOM的軌道，使其在2014年10月19日彗星Siding Spring飛越火星時移動到火星后面。這次操作消耗了1.9公斤的燃料，導致MOM的遠火點減少到72,000公里。彗星飛過火星后，ISRO報告說MOM仍然健康。2015年3月4日，ISRO報告說MSM儀器正常工作，正在研究火星的反照率，即行星表面的反射率。火星彩色相機也在返回火星表面的新圖像。
2015年3月24日，MOM完成了其在火星軌道上的初始六個月任務。ISRO將任務延長了六個月；飛船還剩下37公斤的推進劑，所有五個科學儀器都在正常工作。據報道，飛船可以用剩下的推進劑在火星軌道上繼續飛行幾年。2015年6月6日至22日，由于火星的軌道使其從地球視角看到太陽后面，發生了17天的通信中斷。
2015年9月24日，ISRO發布了其“火星圖集”，這是一個包含火星軌道任務第一年軌道圖像和數據的120頁科學圖集。2016年3月，任務的第一批科學結果在地球物理學研究信件中發布，展示了飛船的MENCA儀器獲取的火星外大氣層的測量結果。2016年5月18日至30日，地球直接在太陽和火星之間，發生了通信中斷。由于太陽輻射強，避免向飛船發送命令，暫停了有效載荷操作。
2017年1月17日，為了避免即將到來的日食季節，改變了MOM的軌道。通過燃燒八個22N推力器431秒，速度差為97.5米/秒，使用20公斤的推進劑（剩余13公斤），避免了到2017年9月的日食。電池能夠處理長達100分鐘的日食。2017年5月19日，MOM在火星軌道上達到了1000天（973 sols）。在此期間，飛船完成了388次環繞行星的軌道，并向地球傳回了715多張圖像。ISRO官員表示，它仍然健康。
2018年9月24日，MOM在火星軌道上完成了4年，盡管設計的任務壽命只有六個月。在這些年里，MOM的火星彩色相機捕獲了超過980張向公眾發布的圖像。探測器仍然健康，繼續正常工作。2019年9月24日，MOM在火星軌道上完成了5年，發送了2TB的成像數據，并且有足夠的推進劑在軌道上完成另一年。
2020年7月1日，Mangalyaan能夠從4200公里外捕獲火星衛星火衛一的照片。2021年7月18日，火星彩色相機（MCC）從大約75,000公里的高度捕獲了火星全盤圖像，空間分辨率約為3.7公里。2022年10月，ISRO承認在2022年4月失去了與MOM的通信，當時它面臨著越來越長的日食，包括一個它無法承受的長達七小時的日食。ISRO表示，飛船可能已經沒有推進劑，無法恢復。
獲得的認可
火星軌道探測器在全球范圍內獲得了廣泛的認可。2014年，中國贊譽印度成功執行的火星軌道任務為“亞洲之光”。此外，火星軌道任務團隊在2015年榮獲了美國國家太空協會頒發的科學和工程類的太空先鋒獎。這個獎項是為了表彰印度在首次嘗試火星任務時的成功執行，特別是該航天器在橢圓形軌道上的高遠地點，成功拍攝了火星的全盤彩色圖像，這對行星科學家的研究具有重要價值。
火星軌道探測器的影響力還體現在其他領域。例如，印度的2000印度盧比紙幣背面印有火星軌道任務航天器的插圖。此外，火星軌道任務航天器拍攝的一張圖像還被選為2016年11月《國家地理》雜志的封面照片，用于配合他們的故事“火星：賽跑到紅色星球”。這些都充分展示了火星軌道探測器的重要地位和廣泛影響力。
在流行文化中的影響
火星軌道探測器在流行文化中的影響主要體現在電影和網絡劇的創作上。印度的火星任務成為了一些影視作品的創作靈感來源。2019年上映的印地語電影《Mission Mangal》就是以印度的火星任務為背景改編的。此外，網絡劇《Mission Over Mars》和短片《Mission Mars》也都是以印度的火星任務為藍本改編的。雖然這些作品與實際的火星任務在細節上存在一定的差異，但是印度的火星任務在流行文化中的影響力是顯而易見的。
參考資料 >
曼加里安號火星軌道探測器.中國數字科技館.2024-04-19
天問·探路火星|印度火星探測:獲得亞洲第一后卻陷入迷茫.澎湃新聞.2024-04-19
印度首個火星探測器發射升空.國家航天局.2024-04-19
印度探測器進入火星軌道成亞洲第一，費用僅美國1/10.澎湃新聞.2024-04-19
印度“曼加里安”號火星探測器成功發射.www.cmse.gov.cn.2024-04-19
印度火星探測器“曼加里安”號成功進入火星軌道.world.chinadaily.com.cn.2024-04-19