专家解析向火星发射探测器难度:成功率仅50% 火箭运载能力是重要前提-千龙网·中国首都网

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■倾听火星“内心”

高度专业化设备加持

据NASA官网介绍,作为首个研究火星内部的登陆器,“洞察”号不仅仅是一项火星任务,它更是一个“行星探险家”。这将是45亿多年来首次对火星进行“体检”,它将测量火星的“脉搏”、“体温”和“反射作用”。科学家将解读这些数据,以了解火星的历史、内部构造和活动,从而解答行星和太阳系科学领域最根本的问题之一——太阳系内包括地球在内的岩石行星的形成和演化历程。

NASA已朝火星派出不少使者,如“勇气”号、“机遇”号、“好奇”号等,但这些设备研究的都是其表面和大气层的情况。为进一步了解火星的内部情况,比如火星内核由什么构成,地质活动有多活跃等,我们必须深入火星地下,这是科学家派遣“洞察”号的原因所在。

“洞察”号将是自2008年“凤凰”号在火星北极冰帽附近登陆后,首个踏足尘埃遍布的火星表面的登陆器。与“好奇”号漫游车不同,“洞察”号和“凤凰”号这类登陆器并不会四处漫游,而是牢牢根植于登陆地点并探索其周边事物。

当地时间2018年11月26日,美国加州帕萨迪纳市,“洞察”号(InSight)无人探测器成功登陆火星后传回的第一张照片。(图片来源:CFP视觉中国 千龙网发)(拖拽图片可查看大图)

自从人类首次飞向星空,我们已经派出了21个不同的航天器来研究这个红色的邻居。目前,仍有两辆漫游车——“好奇”号和“凤凰”号坚守在火星表面,此外,还有6颗人造卫星在绕火星轨道飞行。现在,为了揭开火星内部暗藏的秘密,一位新使者——“洞察”号登陆器也踏上了征程。

“身价”8.5亿美元的“洞察”号于今年5月5日发射升空。NASA科学任务理事会行星科学部代理主任洛瑞·格拉兹说:“现在我们终于将探索火星内部——火星地壳、地幔和地核。”

“洞察”号任务调查员之一马克·潘宁说:“为了拼出类地行星形成过程的完整拼图,我们需要了解火星的内部情况,为此,‘洞察’号携带着一些高度专业化的设备。”

一是通过“内部结构地震试验”(SEIS)仪器,测量火星地震以及由陨石撞击引发的震颤,借助收集的振动数据,绘制火星内部各层情况,相关分析结果或有助于识别出液态水或羽状物;

接下来,“洞察”号将派出HP3。HP3实际上是一个大型温度计,它将进入地下约5米处,并在土壤中停留整整一个火星年。在火星绕太阳运行时,HP3将监测火星内部温度的变化情况,从而知悉热量在火星内部的流动方式,以及热量对火星地质结构的影响。

科学家将解读这些数据,了解火星的历史、内部构造和活动,从而解答行星和太阳系科学领域最根本的问题之一——太阳系内包括地球在内的岩石行星是如何形成和演化的。

以前的火星探测器通过研究火星上峡谷、火山、岩石和土壤等,对红色星球的表面进行了调查,但迄今未曾有人试图研究火星最早的演化——其组成,而这只能通过深入火星地下才能发现。由于火星的地质活动不如地球活跃,因此,它实际上更完整地保留了自身核、幔和壳等的历史记录。

二是借助一对极其精准的无线电发射机,确定“洞察”号在太空中的详细位置,观察它如何移动,并逐渐绘制火星旋转的微小抖动。这些抖动反映了火星的内部结构,特别是其内核是固体还是液体(晃动更厉害);

如果此次测试成功,那么,该技术有望为NASA提供快速通信能力,使科学家可以快速得知探测器登陆火星后的状态信息。

三是利用“热流和物理学性能探测套件”(HP3)测量热量如何上升,帮助找出热量来自何处,并研究热量如何流过周围岩石,了解更多有关火星岩石的情况。

假设一切顺利,“洞察”号能给我们提供一个观察这颗著名的邻居行星的独特视角。在登陆后不久,科学家们将开始研究关于这颗红色行星的一些最大谜团,这样做有助于我们对自己在太阳系中所处的位置有更多了解。

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“洞察”号将在一个被称为“埃律西昂平原”的地区登陆,距离“好奇”号漫游车略北一点的位置。登陆后,它将花上两个月,利用机械臂将SEIS置于火星表面。据《大众科学》网站报道,这台特制的地震仪非常灵敏,能监测到原子距离的地面运动,因此,就算火星只发生了原子距离的震动,“洞察”号也能捕捉到,从而帮助科学家们勾勒出火星内部结构的演化历程。

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