'洞察' 號火星登陸器效果圖 圖片來源: NASA官網
在太陽系的所有奇蹟中, 除了地球, 沒有什麼地方比火星更受科學家矚目了. 自從人類首次飛向星空, 我們已經派出了21個不同的航天器來研究這個紅色的鄰居. 目前, 仍有兩輛漫遊車—— '好奇' 號和 '鳳凰' 號堅守在火星表面, 此外, 還有6顆人造衛星在繞火星軌道飛行. 現在, 為了揭開火星內部暗藏的秘密, 一位新使者—— '洞察' 號登陸器也踏上了征程.
'行星探險家' 為火星 '把脈'
北京時間2018年5月5日19時5分 (美國東部時間5月5日7時5分) , 美國國家航空航天局 (NASA) 的 '利用地震調查, 大地測量和熱傳輸進行內部勘探 ( (InSight) ) ' 火星任務—— '洞察' 號登陸器從加州范登堡空軍基地, 搭乘聯合發射聯盟公司的 '大力神 (Atlas) V-401' 火箭發射升空, 這是首次在美國西海岸進行的行星際發射任務.
'洞察' 號將是自2008年 '鳳凰' 號在火星北極冰帽附近登陸後, 首個踏足塵埃遍布的火星表面的登陸器. 與 '好奇' 號漫遊車不同, '洞察' 號和 '鳳凰' 號這類登陸器並不會四處漫遊, 而是牢牢根植於登陸地點並探索其周邊事物.
以前的火星探測器通過研究火星上峽穀, 火山, 岩石和土壤等, 對紅色星球的表面進行了調查, 但迄今未曾有人試圖研究火星最早的演化——其組成, 而這隻能通過深入火星地下才能發現. 由於火星的地質活動不如地球活躍, 因此, 它實際上更完整地保留了自身核, 幔和殼等的曆史記錄.
據NASA官網介紹, 作為首個研究火星內部的登陸器, '洞察' 號不僅僅是一項火星任務, 它更是一個 '行星探險家' . 這將是45億多年來首次對火星進行 '體檢' , 它將測量火星的 '脈搏' (內部活動) , '體溫' 和 '反射作用' (行星由於太陽及其衛星引力產生的抖動) . 科學家將解讀這些數據, 以了解火星的曆史, 內部構造和活動, 從而解答行星和太陽系科學領域最根本的問題之一——太陽系內包括地球在內的岩石行星的形成和演化曆程.
高度專業化設備加持
'洞察' 號任務調查員之一馬克·潘寧說: '為了拼出類地行星形成過程的完整拼圖, 我們需要了解火星的內部情況, 為此, '洞察' 號攜帶著一些高度專業化的設備. '
潘寧所說的專業化設備主要指兩款設備: 由法國, 德國, 瑞士科研團隊和NASA噴氣推進實驗室等聯合研製的 '內部結構地震試驗' (SEIS) 儀器 , 以及由德國空間局 (DLR) 提供的 '熱流和物理學性能探測套件' (HP3) .
'洞察' 號將在一個被稱為 '埃律西昂平原' (Elysium Planitia) 的地區登陸, 距離 '好奇' 號漫遊車略北一點的位置. 登陸後, 它將花上兩個月, 利用機械臂將SEIS置於火星表面. 據《大眾科學》網站報道, 這台特製的地震儀非常靈敏, 能監測到原子距離的地面運動, 因此, 就算火星只發生了原子距離的震動, '洞察' 號也能捕捉到, 從而幫助科學家們勾勒出火星內部結構的演化曆程.
接下來, '洞察' 號將派出HP3. HP3實際上是一個大型溫度計, 它將進入地下約5米處, 並在土壤中停留整整一個火星年 (687個地球日) . 在火星繞太陽運行時, HP3將監測火星內部溫度的變化情況, 從而知悉熱量在火星內部的流動方式, 以及熱量對火星地質結構的影響.
此外, 由NASA噴氣推進實驗室領導研製的 '旋轉和內部結構實驗儀' (RISE) 將使用航天器通信系統, 對火星旋轉進行精確測量, 從而揭示火星內核的特徵, 以及內核與幔的相互影響.
兩個立方體衛星同行
'洞察' 號不僅將成為首個研究火星內部的航天器, 而且, 它將從另一方面創造曆史.
據NASA消息, 隨同 '洞察' 號一起出征的還有一個獨立的NASA技術實驗: '火星立方星一號' (MarCO) . MarCO由兩顆迷你衛星組成, 將是立方體衛星技術在深空的首次亮相和測試. 這兩顆立方體衛星有著非常有趣的名字 '瓦力' (Wall-E) 和 '伊娃' (Eva) , 它們是2008年大熱的迪士尼電影《機器人總動員》中的太空機器人.
這兩顆衛星旨在測試未來任務的通信和導航功能, 並可能有助於 '洞察' 號的通信. 在進入繞火星運行的軌道後, 它們將見證 '洞察' 號進入大氣層的情景, 並將數據傳回NASA的深空網路, 使任務團隊得知登陸過程狀況. 如果這一中繼工作能如任務團隊希望的那樣有效, 它可能改變未來的行星任務在航天器進入大氣層這段危險時期的通信方式. 《大眾科學》解釋稱, 通常, 進入大氣層的航天器要依靠較大型衛星完成中繼通信, 但只有在航天器到達行星時才能工作. 像 '火星立方星一號' 這樣的小型衛星可以一路進行追蹤並更新任務資訊, 給任務增加保險係數.
如果此次測試成功, 那麼, 該技術有望為NASA提供快速通信能力, 使科學家可以快速得知探測器登陸火星後的狀態資訊.
假設一切順利, '洞察' 號能給我們提供一個觀察這顆著名的鄰居行星的獨特視角. 在登陸後不久, 科學家們將開始研究關於這顆紅色行星的一些最大謎團, 這樣做有助於我們對自己在太陽系中所處的位置有更多了解.
來源: 科技日報
