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Il 2001 Mars Odyssey è una sonda spaziale orbitante intorno al pianeta Marte, sviluppata dalla NASA e costruita da Lockheed Martin sotto la supervisione del Jet Propulsion Laboratory. La missione prevede l'uso di spettrometri e fotocamere termiche per individuare la presenza di acqua liquida ghiaccio, studiare la geologia del pianeta e analizzare le radiazioni che lo circondano. I dati raccolti aiuteranno a constatare l'effettiva esistenza passata di vita su Marte e a comprendere le radiazioni che i futuri astronauti sperimenteranno sul pianeta rosso. La missione è stata chiamata in onore di Arthur C. Clarke, evocando il nome di 2001: Odissea nello spazio.

La superficie di Marte apparve sin dalle prime esplorazioni mediante sonde automatiche come complessa e geologicamente diversificata. Mentre l'emisfero sud è ricoperto da vasti crateri e si eleva al di sopra del livello topografico di riferimento, l'emisfero nord è scarsamente craterizzato e situato generalmente al di sotto di tale livello (che corrisponde per convenzione alla quota ove la pressione atmosferica vale 6,1 hPa). L'emisfero sud si compone principalmente di una crosta rocciosa molto antica, attraversata da numerosi canali naturali lunghi centinaia di km e larghi qualche decina; localmente si possono individuare pianure di origine più recente.

L'emisfero nord, al contrario, presenta formazioni vulcaniche di notevoli dimensioni, con flussi di lava solidificati, numerose scarpate e canyon, ed un paesaggio generalmente diversificato e vario. La regione principale dell'emisfero, sede dei grandi vulcani, è Tharsis, un vasto rigonfiamento che si eleva fino a 10 km sul terreno circostante e che dà origine alla maggior parte delle fratture superficiali visibili. La temperatura superficiale media è di circa 210 K (?63 °C), e varia con la stagione e la latitudine da minime di 140 K (?133 °C) nelle regioni polari, in inverno, a massime di 300 K (27 °C) nelle regioni equatoriali, in estate.

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