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'''2001火星奥德赛号'''（英语：2001 Mars Odyssey）是[[美国国家航空航天局]]的火星探测卫星，由洛克希德·马丁制造卫星，花费约2.97亿[[美金]]。主要任务是寻找水与[[火山]]活动的迹象，同时也是[[火星探测漫游者]]和[[凤凰号火星探测器]] <ref>[https://it.sohu.com/20070803/n251407187.shtml 浴火重生：“凤凰号”火星探测器任务大揭秘]，搜狐IT，2007-08-03</ref> 和地球通讯的中继卫星。于2001年升空。这次任务的名称是根据电影《2001太空漫游》来命名的。
2001火星奥德赛号在2001年4月7日在[[卡纳维拉尔角空军基地]]由三角洲二号运载火箭发射成功，2001年10月24日2:30 a.m. UTC到达火星轨道，进行气阻减速以进入环绕火星轨道。2002年1月气阻减速完成，同年2月19日开始[[科学]]任务。
在过去十年，奥德赛号一直是NASA用来与火星表面探险者通讯的主要中继站，并且将继续用来与好奇号漫游车通讯。NASA孪生的漫游车，精神号与机会号，有85%的影像和其他资讯是通过奥德赛号的中继传回地球；奥德赛号还每天继续接收和传送幸存的机会号漫游车的讯息。奥德赛号还协助分析漫游车可能登陆的地点，并为2008年5月登陆的凤凰号火星探测器执行相同的任务。2006年3月火星侦察轨道器抵达火星，在进行气阻减速来改变它的轨道成为所需要形状的几个月时间内，奥德赛号也协助监测火星[[大气]]的状况。
在2008年9月30日(sol 2465)，这艘太空船改变了它的轨道以让其[[红外线]]的热辐射成像系统有更好的灵敏度来描绘火星的矿物，但是新的轨道也使得伽玛射线 <ref>[https://www.zhihu.com/question/21924562 伽马射线是什么？]，知乎</ref> 光谱仪可能因为过热而无法使用。
在2012年8月之前，NASA已经四度核准为期两年的延伸计划，以观察像是极地的冰、云、和沙尘暴年复一年的差异，以及更精确的描绘火星[[矿物]]的分布。第五度的延展任务（至2014年7月），被认为是为了促成好奇号在2012年8月成功的登陆。奥德赛号有足够推进剂，至少可以操作到2015年，而NASA的一位发言人在2010年曾说奥德赛号至少可以继续运作至2016年，“或许还会远远超过”。