自从美国宇航局在22年前向红色星球发射2001年火星奥德赛轨道飞行器以来，该航天器已经围绕火星飞行了94000多圈。这大约相当于13.7亿英里（22.1亿公里），这一距离需要对航天器的燃料供应进行极其谨慎的管理。鉴于奥德赛没有燃料表，这一壮举更令人印象深刻；工程师们不得不依靠数学计算来代替。

奥德赛航天器绘制了整个火星表面的矿物图，使科学家能够更好地了解这个星球的历史。奥德赛号发现了可供未来宇航员使用的冰矿。它研究了可能伤害这些宇航员的辐射。它还为未来的任务探查了潜在的着陆点。奥德赛也是一个小型的轨道飞行器星座之一，它从美国宇航局的漫游器和着陆器向地球转发数据（到目前为止，几乎有150千兆字节，而且还在增加）。

但是去年，奥德赛看起来好像它可能会耗尽自己的燃料。计算表明它的联氨燃料比预期的低得多。

20多年来，美国宇航局的火星奥德赛轨道器一直在研究火星的表面。2006年，该任务的热发射成像系统仪器拍摄到了这张沙丘爬过一个叫Bunge Crater的地方的图像。资料来源：NASA/JPL-Caltech/ASU

奥德赛在2001年发射时携带了近500磅（225.3公斤）的肼类推进剂。由于没有燃料表，工程师们用各种方法来推断航天器在一段时间内消耗了多少肼。测量奥德赛燃料的一种方法是对航天器的两个推进剂罐进行加热，观察它们需要多长时间才能达到某个温度。就像茶壶一样，一个几乎空的燃料箱会比一个满的燃料箱升温更快。

事实上，这就是2021年夏天对奥德赛进行的燃料估算所出现的情况。计算结果似乎表明，大约还有11磅（5公斤）的推进剂可用--比任务的建模预测的要少。2022年1月的另一次估计表明只剩下6磅（2.8公斤）的肼。

如果这些数字是准确的，奥德赛将在不到一年的时间内空载运行。要么是航天器经历了某种故障，如泄漏，要么是团队的测量出现了问题。

随后进行了数月的测试和紧张的调查。在研究了"失踪"的燃料之谜后，任务工程师们对这个老化的航天器的复杂燃料系统在飞行中的表现有了新的认识。他们的结论是。轨道器实际上应该有足够的燃料，至少可以持续到2025年底。

美国宇航局2001年的火星奥德赛轨道器在这幅插图中被描绘出来。任务小组花了2021年的大部分时间来评估轨道器上还剩下多少推进剂，结论是它有足够的推进剂来保持活动至少到2025年。资料来源：NASA/JPL-Caltech

奥德赛在任何一天都不需要大量的肼来过日子。太阳能电池板为其系统提供动力，而三个反作用力轮帮助轨道飞行器将其科学仪器指向火星表面。当反作用力轮在航天器总线或机体内旋转时，它们会产生扭矩，使奥德赛向相反方向移动。

奥德赛的任务经理，位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的贾里德-卡勒说："这些反作用力轮必须一起工作以保持航天器的指向性。但是，由于奥德赛在每个轨道上都要完成一个完整的循环，你需要一种方法来卸下不断增加的动量。"这就是奥德赛的肼的用处。航天器的推进器以小的、经过计算的爆发方式释放这种推进剂，以抵消反作用轮的增长势头。

因此，当团队的计算显示他们的推进剂供应低于预期时，JPL的工程师开始与洛克希德-马丁航天公司的工程师合作，该公司建造了奥德赛，维持任务运行，并提供航天器工程支持。

"首先，我们必须验证航天器是否正常，"JPL的奥德赛项目经理Joseph Hunt说。"在排除了泄漏或我们燃烧的燃料比估计的多的可能性之后，我们开始研究我们的测量过程。"

团队同意，他们需要一些新的眼光来评估这种情况。他们请来了Boris Yendler，他是一名外部顾问，也是航天器推进剂估算方面的专家。

像所有的航天器一样，奥德赛依靠加热器来保持各种部件，包括燃料箱，在寒冷的太空中工作。Yendler想知道热量是否从航天器上的某些其他来源被添加到推进剂中，从而使燃料测量变得复杂。经过大量的实验，研究小组证实了这一情况。沿着连接油箱的燃料管线的加热器比预期的要快，使油箱看起来好像几乎是空的。

"我们的测量方法是好的。问题是，在奥德赛号上发生的流体动力学比我们想象的要复杂，"Call说。

在弄清楚他们的计算中没有考虑到多少热量之后，该小组得出结论，奥德赛还剩下大约9磅（4公斤）的肼。这足以让任务再持续几年。尽管这个数字可能会随着研究小组努力完善测量和提高其准确性而发生变化，但研究小组现在更了解他们的航天器了，就可以放心了。

"这有点像我们的科学发现过程，"Call说。"你探索一个工程系统，不知道你会发现什么。而你看得越久，你发现的东西就越多，这是你没有想到的。"