机遇号火星漫游车
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| 任务类型 | 火星探测车 |
|---|---|
| 运营方 | NASA |
| 国际卫星标识符 | 2003-032A |
| 卫星目录序号 | 27849 |
| 网站 | mars.jpl.nasa.gov |
| 任务时长 | 原定90个火星日（约92.5日） 实际共进行5352个火星日 （15年20天 / 5498日） |
| 航天器属性 | |
| 航天器类型 | 探测车 |
| 制造方 | JPL |
| 干质量 | 185 公斤（仅含探测车） |
| 尺寸 | 长 1.6 米, 宽 2.3 米, 高 1.5 米 |
| 功率 | 不固定，因环境而异 |
| 任务开始 | |
| 发射日期 | 2003年7月7日 3时18分 UTC[1] |
| 运载火箭 | 三角洲二号运载火箭 7925H-9.5 |
| 发射场 | 卡纳维拉尔角空军基地 SLC-17B |
| 承包方 | 波音 |
| 任务结束 | |
| 公告日期 | 2019年2月13日 |
| 最后通信 | 2018年6月10日 |
| 火星探测车 | |
| 着陆日期 | 2004年1月25日 5时5分 UTC （MSD 46236 14:35 AMT） |
| 着陆点 | 鹰撞击坑 1°56′46″S 354°28′24″E / 1.9462°S 354.4734°E[2] |
| 涵盖距离 | 45.16 km（28.06 mi）[3] （截至2018年10月30日[update]） |
| 搭载仪器 | |
| 参见内文 | |
机遇号（英语：Opportunity），亦称为机会号或火星探测漫游者-B（MER-B），有时官方会昵称为Oppy[4][5]，是一台于2004年开始火星探测任务的地表探测车；也是NASA火星两辆探测探测车中的一辆。它于2003年从地球发射，并于2004年1月25日地表UTC时间05:05（大约当地时间13:15）降落在子午线高原 ，差不多也是在姐妹号勇气号降落在另一个地方的三周后。
机遇号已经连续有效运作了超过原本设计（90日）30倍的时间；由于太阳能发电板被清洁干净，它能够继续执行大量对火星岩石的地质分析和地表描绘。
任务的重点包括完成90个火星日的任务，发现了火星上的第一个陨石隔热罩岩（在子午线高原），以及超过两年的时间研究维多利亚撞击坑。机遇号惊险渡过2007年的沙尘暴，现位于奋斗撞击坑西边的“Perseverance Valley”。
火星探测漫游者计划由加州理工学院的下属部门、位于帕萨迪纳的喷射推进实验室（JPL）负责管理。
受到2018年6月至8月间火星全球性沙尘暴阻隔阳光的影响，机遇号自6月12日起中断和地球的通讯，进入低电量休眠状态。控制中心在此后长达115个火星日间（逾三个月）无法得知机遇号的行踪与状态，直到9月20日才经由火星侦察轨道卫星所传回的影像确认其位置。然而，NASA始终未能恢复与机遇号的联系。2019年2月13日，NASA正式宣布任务结束。[6]
目标
火星探测计划的科学目标有以下几点：
- 搜寻岩石和土壤的特征来寻找过去是否曾经有水的流动。特别的是找寻的样本将包括受到水的沉淀、蒸发、沉积胶结和热液活动所影响的矿物质。
- 测量降落地点周遭的矿物、岩石和土壤的分布区域和成分。
- 测量何种地质作用造成当地的岩层和如何影响化学作用。这些作用包括水、风蚀、沉淀、热液过程、火山活动和陨石撞击所造成的影响。
- 火星侦察轨道器上的仪器将会执行分类和确认地表上的这些观察资料;机遇号将会协助判定轨道器对火星作观察所用的仪器是否准确和有效。
- 搜寻含铁的矿物质并鉴定和定量一些相对的、且含水或者在水中形成的特定种类矿物，像是含铁碳酸盐。
- 分类岩石和土壤的矿物和成分并且分析形成它们的作用。
- 寻找当以前液态水存在时，地质所含有当时环境状况的可能证据。
- 评估火星上的环境是否有益于生命。
在接下来的二十年里，NASA将会继续领导任务来研究生命是否曾存在于火星上；搜寻行动在分析火星环境是否对生命适居时一同进行。生命，如我们所知必须要有水才能生存，因此火星上曾经存在过水的历史对于寻找当时火星上使否对生命适居的可能性一直存在着争议。虽然火星探测漫游者计划没有能力去直接寻找到生命存在的证据，但是它对于火星史上的自然环境是否可居提供了非常重要的资讯。
设计和构造
机遇号是一个六轮、太阳能动力车，高1.5米、宽2.3米以及长1.6米、180公斤重。六个轮子上有锯齿状的凸出纹路（rocker-bogie）来适应地形，每个轮子都有自己的马达，车体本车装载于前后端来让本身能够在30度的倾斜范围保持安全。最高车速是5厘米/每秒（2英寸/每秒），虽然平均速度只有最高车速的五分之一。机遇号和他的姐妹-勇气号都载有纽约世贸大楼的金属残片，这些残片重新制成护盾来保护钻孔机械上的电缆。（Both Spirit and Opportunity have pieces of the fallen World Trade Center's metal on them which were "turned into shields to protect cables on the drilling mechanisms".）
太阳能板阵列能够在每小时产生约最大950瓦的电力让可充电式的锂离子电池储存电力并在晚上使用将近4个小时。机遇号的车体上的电脑使用了一个20MHZ的RAD6000中央处理器、128MB的DRAM、3MB的EEPROM以及256MB的快闪存储器。它的车体作业温度介于−40 °C到40 °C，车上由电热器在必要时能支援的放射性同位素热电机也提供了基本的温度控制。一个黄金薄膜和一层二氧化硅气凝胶进行隔热。
机遇号和地球之间的通讯以一架低增益天线以低传输速度进行沟通，也有一架高增益天线也进行通讯。大部分的科学数据通过UHF天线向环绕火星的轨道器中续资料至地球。
修正后的科学/工程仪器包括了:
- 全景相机（Panoramic Camera, Pamcam）：用以调查当地岩层的结构、颜色、矿物学和组织。
- 导航相机（Navigation Camera, Navcam）：视野较大但是分辨率低且是黑白的，用以导航和行走。
- 避障相机（Hazard Avoidance Cameras, Hazcams）：两台具有120度视野的B&W相机，提供车上额外的资料显示周遭环境。
- 微热放射光谱仪（Miniature Thermal Emission Spectrometer, Mini-TES）：近距离分辨可能的岩石和土壤并决定作用形成的原因。
机遇号车体上的机械手臂包括了以下仪器:
- 微型穆斯堡尔光谱仪（Miniaturised Mössbauer Spectrometers, MIMOS II）：用来实地观察对于含铁岩石与土壤之矿物学的研究。
- α粒子X射线光谱仪（Alpha particle X-ray spectrometer, APXS）用来实地观察形成岩石与土壤的大量元素之分析。
- 磁铁（Magnets）：用来搜集具磁性的沙粒。
- 显微成像仪（Microscopic Imager, MI）：用来获取实地观察的岩石与土壤的高分辨率相片。
- 岩层剥损器（Rock Abrasion Tool, RAT）：用来显露出新的物质成分来让车上的仪器做调查。
相机会提供1024*1024pixel的相片，资料稍后会以ICER进行压缩、储存和传送。
机遇号的名字是由NASA赞助一个学生散文比赛所得来的。
任务总览
机遇号主要的地表任务只计划最多维持90天。任务在过去已受到多次的扩增并且自登陆之后就已经运作了2605天之久。一个关于漫游车状态的每周更新档案可在"机遇号更新档案"中找到。
从一开始的登陆起，在偶然的情况下就降落在一个冲击坑里，否则预计是要降落在一个平原。机遇号成功的研究了土壤和岩石样本并在登陆地点照下了全景照片。它采样的样品让NASA的科学家能够提出关于赤铁矿的存在以及过去地表存在过水分的假说。为了证明，机遇号跨越火星地表去调查另一个地点-忍耐撞击坑（Endurance crater）；在2004年的6月到12月间进行调查。随后，机遇号调查了它自己在降落过程中所抛弃的防热护盾的撞击地点并发现了完整无缺的陨石，也就是后来定名的"防热护盾岩"（Heat Shield Rock）。
从2005年4月下旬到该年六月初，机遇号的数个轮子充满危险地卡在了沙丘里。在地球上进行了超过了6周的物理模拟来寻找最佳方法让它从沙中脱困以避免永久的卡住而报废。后来在一次几公分的移动之后才成功脱困，并继续它的旅程。
在2005年10月到2006年3月之间，机遇号朝向了南方的维多利亚撞击坑前进，途中经过了一个大而浅且部分受到覆盖的陨石坑-"黑暗撞击坑"（Erebus crater）；后来也曾遭遇过机械手臂出问题。 在2006年9月底，机遇号抵达了维多利亚撞击坑并顺时钟沿着坑的边缘探索。2007年6月，机遇号返回了撞击坑最初抵达的地点"鸭子湾"（Duck Bay）；同年9月，它进入了撞击坑开始进行详细的研究。2008年8月，机遇号离开了维多利亚撞击坑并抵达"努力撞击坑"（Endeavour crater）西边的“Perseverance Valley”。
截止至2018年5月15日（sols 5086），机遇号的里程数是45.16公里（28.06哩），也打破了NASA在地球外的无人探测车移动记录。
旅程时间表
2004年
降落地点:"老鹰撞击坑"("Eagle" crater)
机遇号于2004年1月25日5:05（UTC）降落在比原计划亨利撞击坑偏东25 km的老鹰撞击坑（1°57′S 354°28′E / 1.95°S 354.47°E）。
"机遇号岩架"("Opportunity Ledge")的裸露
El Capitan的发现
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岩石外露的实地观察 -
薄的岩层，并非互相平行 -
由岩石摩擦工具所制造出的洞 -
岩石里的空隙或晶簇
机遇号进行挖掘
"忍耐撞击坑"(Endurance crater)
2005
"防热护盾岩"(Heat Shield Rock)
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"防热护盾岩"是除了地球之外在其他行星上发现的第一个陨石 -
图中较大者为防热护盾以及背景中偏左上方一小块的"防热护盾岩"
向南行进
陷入沙中无法移动
"黑暗撞击坑"(Erebus crater)
机械手臂发生问题
2006年
在2006年3月22日(第760个任务日)，机遇号离开了"黑暗撞击坑"并开始前往"维多利亚撞击坑"的旅程，后来于2006年9月抵达(第951个任务日)。它将会待在"维多利亚撞击坑"直到2008年8月(第1630~1634个任务日)。
"维多利亚撞击坑"(Victoria crater)
维多利亚撞击坑是一个距离登陆地点约7公里的冲击坑。它的直径比"忍耐撞击坑"还要大六倍。科学家相信维多利亚撞击坑坑壁上的裸露岩石可以产生更多有关火星地质历史的资讯，倘若漫游车能够存活够久去进行调查的话。
在第951个任务日(2006年9月26日)，机遇号到达了维多利亚撞击坑的边缘并传送了第一张维多利亚撞击坑的真实照片，其中包括坑底的沙丘。火星侦查轨道器也照下了机遇号位于坑边的照片。
2007年
软件更新
在2007年1月4日，机遇号和勇气号都接收到了给车上电脑用的新航程软件(flight software)。这个更新的时间点刚好是它们的登陆三周年。新的系统能够让漫游车决定是否传送一张照片、是否使用机械手臂来研究岩石，这样能够为科学家们节省很多时间不用去过滤数百张的照片来找他们所想要的那一个，或是研究周遭环境来决定是否使用机械手臂来调查岩石。
太阳能板上的沙尘意外的被清除干净
第1151个任务日(2007年4月20日，sol1151)开始发生的一连串的清除事件开始而让机遇号的太阳能发电提升到每天800瓦时。到了第1164个任务日(2007年5月4日，sol1164)，车上的太阳能阵列可产生自第18个任务日(2004年2月10日)以来从未达到超过4.0安培的电力。 无论如何，2007年年中(跟火星同轴的每六个地球年之全球沙尘暴循环)出现于火星上的大规模沙尘暴却让机遇号的发电量降低至280瓦时。
沙尘暴
在2007年6月快要结束时。一连串的沙尘暴开始垄罩火星的大气层。风暴持续的增强并且到了7月20日让机遇号和勇气号都遭遇到因太阳能电力不足而造成系统完全故障的可能。NASA向新闻界发表正式声明(摘录一部分):"我们正在努力让漫游车能够在暴风中存活下来，但是它们并非为了这种强烈的状况所设计的"。关键的问题是由于沙尘暴让太阳能电力快速下降。火星的大气层中有太多的沙子因此遮蔽了99%直射向漫游车的阳光。位于另一个地方的勇气号漫游车只能够比机遇号多获得一点光线。
在正常情况下太阳能发电板每天能够产生每小时700瓦的能量。在沙尘暴中，发电能力大幅的降低。倘若漫游车每天产生的电力少于每小时150瓦的话将会让它开始耗尽电池电力。如果电池电力耗尽的话，关键的电子仪器可能会因为极度的寒冷而故障。在2007年7月18日，漫游车的太阳能电力只能产生每小时128瓦的电力，是任务史上的第一次低点。NASA的应对是命令机遇号每三天向地球通讯一次，这样的状况是它的任务史上第一次发生。
这个沙尘暴持续到7月底时，NASA宣布了即使是在非常低的电力模式下，漫游车也几乎不能获得足够的能量来生存。如果机遇号的电子模组温度持续下降，根据正式声明，"机遇号有很大的风险会经历一段低电力模式。当低电力模式触发时，漫游车的系统会将次要系统停机，让漫游车进行睡眠并检查每个任务日来看是否能有足够的光能让漫游车苏醒和执行每天的故障通讯。如果没有足够的能量，机遇号将会再度睡眠。根据天候状况，机遇号可以睡上数天、数周或甚至于数月之久，一切都看它是否能获得足够的光线来尝试让它的电池充电。"漫游车再也不会从低电力模式中醒过来对于当时来讲有相当大的可能性。
到了2007年8月7日，沙尘暴显现出减弱的迹象，而且尽管发电程度仍然偏低还是足够让机遇号开始拍摄并传回照片。到了8月21日，沙尘暴中的沙量持续在增加，车上的电池却能充满电让它可以进行自从沙尘暴开始后的第一次行驶。
"鸭子湾"(Duck Bay)
2007年9月11日，机遇号花了一点时间驶入"鸭子湾"并且又重复驶出，来测试一开始进入维多利亚撞击坑的斜面摩擦力。在同年9月13日，机遇号开始对内部的斜面进行更完整的探勘，调查鸭子湾北部的一连串灰白色岩层和"佛得角"(Cape Verde)正面的细节。
2008年
离开维多利亚撞击坑
2008年8月24到28日(第1630到1634个任务日)，机遇号在经历了双胞胎勇气号类似遇过踩到道钉似的意外而造成右前轮故障之后离开了"维多利亚撞击坑"。在前往努力撞击坑的路上，机遇号将会在子午线高原上研究一连串的"深色大卵石"(dark cobbles)。
抵达"努力撞击坑"(Endeavour crater)
"努力撞击坑"位于维多利亚撞击坑的东南方12公里，直径22公里(13.7哩)。估计这段旅程将花上两年的时间才能抵达。科学家期望机遇号能在此撞击坑中发现比维多利亚撞击坑还要大量的岩层。在努力撞击坑边缘发现的含泥叶硅酸盐岩石(phyllosilicate clay-bearing rock)相信会有裸露岩石形状，比先前的分析还要更适宜于生命。
"太阳会合现象"(Solar conjunction （页面存档备份，存于互联网档案馆）)
"太阳会合现象"就是地球和火星运行至以太阳为中心间隔的大约相对位置，此时太阳在地球和火星之间；这个现象从2008年11月29日开始而导致漫游车和地球之间的通讯中断，直到同年12月13日才恢复。在这段时间里控制小组计划让机遇号使用穆斯堡尔光谱仪来研究一块被定名为"圣托里尼"("Santorini")的裸露岩石。
2009年
2009年3月7日(第1820个任务日)，机遇号自从2008年8月份离开维多利亚撞击坑并行走了约3.2公里(2哩)后到现在，抵达了"努力撞击坑"的边缘。它也观察到了距离约38公里(24哩)远的"Iazu撞击坑"，并估算出其7公里(4哩)的直径。
2009年4月7日(第1850个任务日)，机遇号由于太阳能板上的沙尘意外的被清除干净因此电力供应增加了40%而达到了每小时515瓦。从4月16到22日(第1859到1865个任务日)，机遇号做了多次的行驶并在那周里总共行走了478米(1,568呎)。当机遇号研究一块定名为"Penrhyn"的裸露岩石时，右前轮的驾驶促动器(actuator)在这个时候进行了重置让马达现在非常接近正常状态。
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图片上的注解表示了2009年3月7日机遇号以及"Iazu"、"努力"、"维多利亚"等撞击坑的相对位置 -
2009年7月18日，机遇号发现了一颗形状古怪、颜色深沉的陨石 -
机遇号准备研究这个定名为"积木岛"(Block Island)的不寻常的岩石。这是火星漫游车到现在为止发现最大的一颗陨石 -
机遇号拍下了这张照片，非正式的替图中的岩石取名叫"马克提岛"(Marquette Island)，并在观察后认定它是一块坚硬的陨石
2010 年
在2010年1月28日(第2138个任务日)，机遇号抵达了"康塞普西翁撞击坑"(Concepcion crater)。在前往"努力撞击坑"之前，它成功的绕了这个直径10米的撞击坑走了一圈。在这段时间里，电力供应从每小时305瓦降低至每小时270瓦。
在2010年5月5日，由于维多利亚撞击坑和努力撞击坑之间的路线可能有危险的沙丘，于是变更原订路线而延伸至19公里长。
在2010年5月19日，机遇号经过了2246个任务日的运转，超过了海盗1号2245个任务日的纪录而成为历史上持续最久的火星地表任务。
在2010年7月，机遇号的研究小组宣布将以英国皇家海军舰长詹姆斯库克(James Cook)中尉，一位于1769~1771年带领"努力"舰队巡航于太平洋的舰长，作为"努力撞击坑"之中的非正式定名。其中包括了"苦难岬"(Cape Tribulation)、"单峰骆驼岬"(Cape Dromedary)、"拜伦岬"(Cape Byron)(澳洲大陆最早定名的地点)以及"乡下人点"(Point Hicks)(1770年由"努力"舰队所看见的第一个澳洲的地点)
在2010年9月8日，NASA宣布机遇号已经抵达维多利亚撞击坑和努力撞击坑之间行进路线的一半。
同年11月，机遇号在穿越一片小撞击坑地带时花了几天的时间对一个20米大，定名为"勇敢"的撞击坑进行拍照。2010年11月14日(第2420个任务日)，机遇号达到了行走25公里的里程纪录，此时距离圣玛利亚撞击坑约1.5公里，并且还有6.5公里才会抵达努力撞击坑。在10月和11月，太阳能电力供应是约每小时600瓦。
到了2010年12月10日，机遇号自从2004年1月25日登陆之后到现在已经在火星地表行进了超过26公里。
"圣玛丽亚撞击坑"(Santa Maria crater)
2010年12月15日(第2450个任务日)，机遇号抵达了"圣玛丽亚撞击坑"，控制小组计划让它在接下来的几周勘查这个宽90米的撞击坑(大约一个美式橄榄球场大小)
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2011年
在机遇号抵达"圣玛丽亚撞击坑"的边缘后，控制小组让它转向撞击坑的东南方边缘并且搜集资料。控制小组也对于2011年初，太阳即将位于地球和火星两者之间而导致的通讯中断-"太阳会合现象"做了准备。
在2011年1月4日(sols 2470)，机遇号继续使用APXS对“圣玛利亚”撞击坑进行探索，测定了撞击坑附近岩石和沙土的成分。
截止至这个时候，漫游车已经在火星地表总共行走了约16.5英里(26.56公里)。[7]
2012年
![[icon]](/wiki/File:Wiki_letter_w_cropped.svg){kind=small} | 此章节尚无任何内容，需要扩充。 (2019年8月14日) |
2013年
2014年
2014年是机遇号登陆火星的第10个年头。在2014年7月28日，机遇号行驶超过40公里，打破了由月球车2号在月球上创造的探测车行驶最远距离的纪录。[8][9]
2015年
2015年是机遇号登陆火星的第十一年。
在2015年3月24日（sols 3969），机遇号的行驶里程达到了26.219英里（42.195千米），完成了历时十一年的“火星马拉松”。而机遇号此时所处的位置也被命名为“马拉松谷（Marathon Valley）”。[10][11]
在四月底（4月25日，sols 4000）,机遇号已经运行了超过4000个太阳日，并在5月13日（sols 4017）进入马拉松谷附近的“圣路易斯精神”撞击坑并进行调查。[12]
2016年
截至2016年8月11日，机遇号已行驶43.1公里，状态一直保持活跃。[13]
2018年
在2018年1月23日（sols 4977），任务团队向机遇号上传了最新的飞控软件，并准备在一月份的晚些时候进行飞控软件更新。[14]
2018年2月16日 (sols 5000 （页面存档备份，存于互联网档案馆）) 机遇号使用显微成像仪拍摄多张自拍照 （页面存档备份，存于互联网档案馆）。
2018年5月15日 (sols 5086) 机遇号已行驶 28.06英里 (45.16公里)。创下首次人造物体在类地行星完成马拉松的纪录。[15]
2018年火星沙尘暴
2018年5月30日 火星侦查轨道器发现沙尘暴在机遇号附近发生。[16]
2018年6月12日 试图联系机遇号探测车，但没有成功，任务团队认为机会电池中的电量已经降至24伏(22瓦)以下，漫游车进入低功率模式。
2018年7月31日 沙尘暴可能正在减弱。[17]
2018年8月14日 预计机遇号经历了低功率故障，甚至可能是时钟故障。此外，Uploss时间计时器也已过期，增加了另一个故障条件。[18]
2018年9月4日 若大气不透明 ( tau ) 在机遇号上继续减少。一旦tau低于1.5的估计值两次 隔一周将开始45天的积极尝试监听期。[19]
2018年9月4日 45天监听期结束后任务团队将持续被动地监听至2019年1月。[19]
2018年9月26日 HiRISE在9月20日星期四，成功拍摄到机遇号 （页面存档备份，存于互联网档案馆），当时MRO的Mars Color Imager相机估计tau约为1.3。[20]
2018年10月18日 自从增加其指挥频率一个月后，没有听到机遇号的信号。NASA尚未为此次任务设定任何最后期限，但将在本月晚些时候将在JPL恢复活动进展和前景进行简要介绍。[21]
2018年11月7日 Sol 5111（2018年6月10日）讯号遗失，已发送了253个恢复命令。没有听到来自Opportunity的讯号。
2019年
2019年2月13日，NASA召开新闻发布会，指出NASA在自机遇号在2018年6月失联后尝试联络超过1000次不果，于2019年2月12日进行最后通讯尝试，但亦以失败告终，其后宣布任务结束。[6]
在火星上的位置
科学发现
机遇号提供了丰富的证据来支持任务的主要科学目标:搜寻和描绘了具有水流动过的痕迹的大范围岩石和土壤。为了调查"水假说"("water hypothesis")，机遇号也获得了天文和大气的资料。
光荣事迹
为了向机遇号对于探索火星的极大贡献献上敬意，小行星39382取名为"Opportunity"。这个决定是由荷兰天文学家英格丽·万·豪敦-格勒内费尔德所提议的，他和另外两位天文学家科内利斯·约翰内斯·万·豪敦以及汤姆·赫雷尔斯（Tom Gehrels）于1960年9月24日共同发现了这颗小行星。机遇号着陆点也被命名为“挑战者号纪念站”。
该火星地形图为可互动图片，标注了火星表面各着陆器与火星车的位置，鼠标移至图片不同位置可查看相应信息，点击将跳转至相应条目。海拔以不同颜色呈现：白色和棕色表示最高海拔（+12至+8公里）；其次是粉色和红色（+8至+3公里）；黄色为0公里；绿色和蓝色为较低海拔（低至-8公里）。轴线为经纬度；极地地区有标注。 
参考文献
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- ^ Staff. Mapping the Mars Rovers' Landing Sites. Esri. [May 4, 2014]. （原始内容存档于2014-05-04）.
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- ^ 6.0 6.1 NASA's Opportunity Rover Mission on Mars Comes to End. NASA. 2019-02-13 [2019-02-13]. （原始内容存档于2021-02-19）.
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- ^ Knapp, Alex. NASA's Opportunity Rover Sets A Record For Off-World Driving. Forbes. July 29, 2014 [July 29, 2014]. （原始内容存档于2018-09-24）.
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- ^ mars.nasa.gov. Update on Opportunity Rover after Martian Dust Storm – NASA’s Mars Exploration Program. NASA’s Mars Exploration Program. [2018-10-16]. （原始内容存档于2018-10-26） （英语）.
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