“洞察(cha)”號(hao)(hao)(hao)火(huo)(huo)星無人著陸探(tan)測(ce)器(qi)(qi)是(shi)(shi)美國宇航局向火(huo)(huo)星發射一(yi)顆火(huo)(huo)星地球物理探(tan)測(ce)器(qi)(qi),它的機身設計(ji)繼承先(xian)前的鳳(feng)凰號(hao)(hao)(hao)探(tan)測(ce)器(qi)(qi),著陸火(huo)(huo)星之后將(jiang)在火(huo)(huo)星表(biao)面安裝一(yi)個(ge)地震(zhen)儀,并(bing)使用鉆頭在火(huo)(huo)星上鉆出迄今最深的孔洞進(jin)行(xing)火(huo)(huo)星內部的熱狀態考察(cha)。根據項目首席科(ke)學家布魯斯·巴(ba)內特(Bruce Banerdt)的說法,這一(yi)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)將(jiang)是(shi)(shi)一(yi)個(ge)國際合(he)作進(jin)行(xing)的科(ke)學項目,并(bing)且幾乎是(shi)(shi)先(xian)前大(da)獲成(cheng)功的鳳(feng)凰號(hao)(hao)(hao)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)的翻版(ban)。
2018年5月(yue)5日凌晨4時05分,搭(da)載“洞察”號火(huo)(huo)星(xing)(xing)探(tan)測器的(de)“宇(yu)宙神”V-401型火(huo)(huo)箭從位(wei)于加州中(zhong)部的(de)范登堡空(kong)(kong)軍(jun)基地(di)3號發射(she)臺發射(she)升空(kong)(kong),執行(xing)人類首個探(tan)究火(huo)(huo)星(xing)(xing)“內心(xin)”的(de)探(tan)測任務。11月(yue)26日14時54分許,“洞察”號無人探(tan)測器在火(huo)(huo)星(xing)(xing)成功著(zhu)陸,執行(xing)人類首次探(tan)究火(huo)(huo)星(xing)(xing)“內心(xin)深處(chu)”奧秘的(de)任務。2022年6月(yue)22日消(xiao)息,NASA“洞察號(InSight)”火(huo)(huo)星(xing)(xing)著(zhu)陸器團隊改變(bian)了(le)計(ji)劃,現在該著(zhu)陸器的(de)地(di)震儀將運(yun)行(xing)更長時間,其也將因此更早地(di)耗(hao)盡電力。
洞察號只(zhi)是作為全部(bu)3個參(can)加競(jing)爭美(mei)國(guo)宇航局“發現(xian)”計劃經費支持的(de)項目(mu)之一。“洞察”號原計劃2016年3月發射,但(dan)由(you)于其搭載的(de)地震測量儀主要傳感器出(chu)現(xian)真(zhen)空密(mi)封不(bu)嚴(yan)問題(ti),發射被迫推遲(chi)。美(mei)航天局之前發布的(de)一份(fen)聲明說,“洞察”號的(de)預算(suan)原本(ben)(ben)為6.75億(yi)美(mei)元(yuan),但(dan)重新設計地震測量儀加上任務(wu)延(yan)遲(chi),導致項目(mu)成本(ben)(ben)超過9.93億(yi)美(mei)元(yuan)。
巴內特是(shi)(shi)(shi)宇航(hang)局(ju)噴氣推進實驗室的(de)專家(jia),他(ta)說:“洞察號(hao)基本(ben)是(shi)(shi)(shi)白手起(qi)家(jia),但(dan)是(shi)(shi)(shi)其設計基本(ben)遵從(cong)了先(xian)前鳳凰號(hao)的(de)藍(lan)圖。”他(ta)的(de)小組這(zhe)樣利用已(yi)經被(bei)證(zheng)明為可(ke)靠的(de)舊有設計藍(lan)圖將省(sheng)去重(zhong)新進行設計的(de)步(bu)驟,從(cong)而大幅削減(jian)項(xiang)目成本(ben)。不(bu)過他(ta)也說:“這(zhe)臺(tai)探測器的(de)機械臂和鳳凰號(hao)的(de)很(hen)像,但(dan)是(shi)(shi)(shi)并(bing)非完(wan)全相同。”并(bing)且洞察號(hao)探測器的(de)著陸(lu)地點和考察目標也和鳳凰號(hao)有所不(bu)同。
洞察號(hao)將(jiang)搭載完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)的(de)(de)3種科學(xue)載荷,包括兩臺(tai)由歐洲(zhou)提供(gong)(gong)的(de)(de)儀器,專(zhuan)門(men)設計用于(yu)探查這顆紅色星(xing)球(qiu)的(de)(de)核心(xin)深處(chu),從而了解與其(qi)形成過程相關的(de)(de)線(xian)索。它(ta)(ta)將(jiang)探測(ce)這里是否存(cun)在任何(he)地(di)震現象,火(huo)星(xing)地(di)表下的(de)(de)地(di)熱流值,火(huo)星(xing)內核的(de)(de)大小,并判(pan)斷火(huo)星(xing)的(de)(de)內核究竟處(chu)于(yu)固態(tai)(tai)還(huan)是液態(tai)(tai)。巴內特(te)說:“地(di)震儀設備(即(ji)SEIS,全(quan)稱(cheng)為‘內部(bu)結構地(di)震實驗’)由法國提供(gong)(gong),地(di)熱流值探測(ce)儀(HP3,即(ji)熱流和(he)物理(li)屬性(xing)探測(ce)儀)則(ze)由德國提供(gong)(gong)。”洞察號(hao)探測(ce)器計劃中將(jiang)降(jiang)落在火(huo)星(xing)靠近赤道的(de)(de)溫暖地(di)帶,從而保證它(ta)(ta)的(de)(de)任務(wu)期(qi)可(ke)以達到(dao)兩年左右。
2018年5月(yue)5日凌晨4時05分,搭載“洞察”號火星探測(ce)器的“宇宙神”V-401型火箭從(cong)位于(yu)加(jia)州中部(bu)的范登堡空軍基(ji)地3號發(fa)射(she)(she)臺發(fa)射(she)(she)升空,執行人類首個探究火星“內心(xin)”的探測(ce)任務(wu)。
2018年11月26日,美國國家航空航天局官(guan)網發布消息稱,火星探測器“洞察號”將于美國時(shi)間11月26日,在火星表面著陸(lu)。著陸(lu)前,它將以(yi)19800公里的(de)時(shi)速進入火星大(da)氣(qi)層頂部,并在三條腿(tui)落地(di)火星表面之前,慢慢降至時(shi)速8公里,相(xiang)當于人類慢跑的(de)速度(du)。這種急遽減速必須在不到7分鐘內完成(cheng)。
2018年(nian)11月26日(ri)14時47分(fen),“洞察(cha)”號進入火星大氣(qi)層,整個進入、降落和著陸的過程在約7分(fen)鐘內完成。
2018年11月26日14時(shi)54分許(北京時(shi)間27日3時(shi)54分許),美國(guo)航天(tian)局(ju)的(de)(de)“洞察”號無(wu)人探測器在火(huo)星(xing)(xing)成功著(zhu)陸,執行人類首(shou)次(ci)探究火(huo)星(xing)(xing)“內心深處(chu)”奧秘的(de)(de)任務。隨后,“洞察”號通過與其同行的(de)(de)迷你衛星(xing)(xing)于15時(shi)許傳(chuan)回了火(huo)星(xing)(xing)的(de)(de)第一張(zhang)照片。
2019年2月19日(ri)(ri)起,根據(ju)“洞察”號無人(ren)探測器提供的數據(ju),美(mei)國航天局開始(shi)在網上發布火星(xing)每日(ri)(ri)天氣(qi)報告,提供火星(xing)氣(qi)溫(wen)、風速、氣(qi)壓等信(xin)息。
2019年3月18日,據美國《科學》雜志報道(dao),“洞察”號著陸(lu)器(qi)終于將其超(chao)靈敏的地震儀置(zhi)于火星表面(mian)。該儀器(qi)旨在通過探(tan)測“火星震”的轟(hong)鳴聲來揭示有關火星內部(bu)的謎團。幾周后,著陸(lu)器(qi)首次聽(ting)到(dao)了(le)火星上的微(wei)小(xiao)震顫。這(zhe)種新發現的噪聲很(hen)可能由來自大氣風的低(di)頻壓力(li)波(bo)引起,這(zhe)些大氣風在火星表面(mian)呼嘯(xiao)而(er)過,在火星表面(mian)產生淺淺的長周期波(bo)——瑞利波(bo)。
洞察”號任務全稱“通(tong)(tong)過地(di)(di)震調查、測(ce)地(di)(di)學及熱傳導(dao)實施內部探(tan)(tan)測(ce)”,是(shi)首個(ge)研究火(huo)星(xing)內部的探(tan)(tan)測(ce)任務,也是(shi)美(mei)國(guo)火(huo)星(xing)無人(ren)探(tan)(tan)測(ce)項目(mu)的重要部分(fen),設計任務時間為兩(liang)年。科(ke)學家希(xi)望(wang)通(tong)(tong)過“洞察”號了解火(huo)星(xing)內核大小、成分(fen)和物理狀(zhuang)態(tai)、地(di)(di)質構造,以及火(huo)星(xing)內部溫度、地(di)(di)震活動等(deng)情況。目(mu)的是(shi)想嘗試回答一個(ge)科(ke)學界(jie)最(zui)基本(ben)的問題:行星(xing)是(shi)如何形成的?
如果一切(qie)順利,探(tan)測(ce)(ce)器(qi)預計將(jiang)(jiang)于2018年(nian)11月26日(ri)左(zuo)右(you)在(zai)火(huo)星(xing)赤(chi)道附(fu)近著(zhu)陸(lu),然(ran)后用機(ji)械臂(bei)把(ba)地震(zhen)測(ce)(ce)量(liang)(liang)儀和溫度(du)測(ce)(ce)量(liang)(liang)裝置永(yong)久安置于火(huo)星(xing)表(biao)面。這將(jiang)(jiang)是(shi)在(zai)火(huo)星(xing)上前所未有的(de)(de)行動。洞察號將(jiang)(jiang)在(zai)火(huo)星(xing)表(biao)面的(de)(de)著(zhu)陸(lu)點(dian)就地完成其大部分設定的(de)(de)科學探(tan)測(ce)(ce)目標(biao)。它的(de)(de)機(ji)械臂(bei)將(jiang)(jiang)攜帶兩臺科學儀器(qi)直接接觸(chu)火(huo)星(xing)地表(biao)展開考(kao)察工作。巴內特說:“機(ji)械臂(bei)將(jiang)(jiang)會把(ba)地震(zhen)儀和地熱流(liu)探(tan)測(ce)(ce)儀從儀器(qi)平臺上取下,依次擺放(fang)在(zai)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)旁(pang)邊的(de)(de)地面上。機(ji)械臂(bei)本身(shen)并(bing)不攜帶有鉆(zhan)頭,但是(shi)熱流(liu)探(tan)測(ce)(ce)儀會自動向下鉆(zhan)探(tan),深度(du)可以達到5米左(zuo)右(you)。”
這一(yi)火星探測(ce)(ce)器(qi)配備兩個可折疊(die)的太陽(yang)能板,展開后著(zhu)陸器(qi)寬約6米。“洞察”號搭載了(le)三部(bu)主要的科學儀器(qi),分(fen)別為地(di)震測(ce)(ce)量(liang)儀、溫度測(ce)(ce)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)以及“旋(xuan)轉和內部(bu)結(jie)構實驗儀”。
可防風的地(di)(di)震(zhen)測量儀靈(ling)敏度(du)(du)極高,足以“感知”尺度(du)(du)為(wei)氫原子半徑的地(di)(di)面運(yun)動(dong),記錄“火星(xing)(xing)震(zhen)”或(huo)隕石沖擊(ji)所引(yin)發的震(zhen)波;溫(wen)度(du)(du)測量裝置可通過(guo)錘擊(ji)到達火星(xing)(xing)地(di)(di)下3米或(huo)更深處,測量火星(xing)(xing)內核釋放的熱(re)量;而(er)“旋(xuan)轉和(he)內部結構實驗儀”可以通過(guo)火星(xing)(xing)與(yu)地(di)(di)球(qiu)間的無線(xian)電傳(chuan)輸,來評估火星(xing)(xing)繞軸(zhou)旋(xuan)轉產(chan)生的擾動(dong),用以提供火星(xing)(xing)內核大小的線(xian)索(suo)。
另外,以(yi)卡通明星“瓦(wa)力”和“伊娃”名字命名的兩(liang)顆(ke)“雙胞胎(tai)”迷你(ni)衛星也將(jiang)與“洞(dong)察”號(hao)同(tong)行,成(cheng)為首批進入行星際空間的立方(fang)體衛星。它們(men)將(jiang)在(zai)“洞(dong)察”號(hao)著陸(lu)時,把遠距離遙(yao)測結果直接發(fa)回地球。這兩(liang)顆(ke)衛星的成(cheng)本約為1850萬美(mei)元。
探測(ce)器攜帶的(de)第三件科學載荷是RISE,即“自轉和內部(bu)結(jie)構(gou)試(shi)驗”探測(ce)設備,這是美國宇航局(ju)噴氣推進實驗室(shi)(JPL)提供的(de)。它(ta)將(jiang)利用探測(ce)器的(de)通(tong)訊系統精確測(ce)量火星(xing)的(de)自轉并探查火星(xing)的(de)內部(bu)結(jie)構(gou)和組成成分。
在(zai)火星(xing)上執(zhi)行考察(cha)任務(wu)的(de)(de)(de)(de)機遇(yu)號火星(xing)車(che)(che)在(zai)執(zhi)行一項多(duo)普勒無電(dian)線追(zhui)蹤實(shi)驗(yan)(yan)(yan),這一實(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)原理和RISE設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)非常(chang)相似,只是后者的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)精度將(jiang)要更(geng)(geng)高。巴內特說:“RISE實(shi)驗(yan)(yan)(yan)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)工作將(jiang)和現在(zai)利用(yong)機遇(yu)號火星(xing)車(che)(che)進(jin)行的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)非常(chang)相似,但是洞察(cha)號的(de)(de)(de)(de)設備(bei)(bei)可(ke)以(yi)做的(de)(de)(de)(de)更(geng)(geng)好。”他說:“兩者之間的(de)(de)(de)(de)不同(tong)在(zai)于我(wo)們每(mei)周將(jiang)會(hui)做更(geng)(geng)多(duo)更(geng)(geng)頻(pin)繁的(de)(de)(de)(de)追(zhui)蹤實(shi)驗(yan)(yan)(yan),機遇(yu)號由于正(zheng)值火星(xing)冬季,因而電(dian)力不足,處(chu)于停駛狀態。相比之下,洞察(cha)號將(jiang)可(ke)以(yi)連(lian)續一整個火星(xing)年(nian)(約合(he)兩個地球年(nian))進(jin)行這項實(shi)驗(yan)(yan)(yan),而機遇(yu)號的(de)(de)(de)(de)數據卻可(ke)能(neng)只能(neng)覆蓋幾個月。”
除此之外,洞察號還將裝備兩臺相機,并(bing)將進行一些天氣方面的測(ce)量工作。
“在(zai)洞察(cha)號的(de)(de)(de)(de)機(ji)械臂上安(an)裝(zhuang)了(le)相(xiang)機(ji),在(zai)設備平臺(tai)上也(ye)有(you)(you)。所有(you)(you)這(zhe)兩臺(tai)相(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)(de)主要目的(de)(de)(de)(de)都是(shi)為了(le)方(fang)便監測將儀器(qi)設備放置在(zai)火(huo)星(xing)表面上的(de)(de)(de)(de)操作(zuo),當(dang)然(ran)它們(men)也(ye)能用(yong)來拍(pai)攝(she)探測器(qi)周圍的(de)(de)(de)(de)環境景色,不過這(zhe)些照(zhao)片都將只有(you)(you)黑白兩色的(de)(de)(de)(de)。將對(dui)氣(qi)壓,溫度(du)和風速等進行測量,主要是(shi)為了(le)用(yong)于地震(zhen)儀數據(ju)的(de)(de)(de)(de)噪音修正工作(zuo),當(dang)然(ran)這(zhe)些數據(ju)也(ye)將是(shi)火(huo)星(xing)天氣(qi)研究方(fang)面有(you)(you)用(yong)的(de)(de)(de)(de)材料。
2021年(nian)12月(yue)消息,自“扎根(gen)”火星(xing)以來,美國國家航(hang)空航(hang)天局(NASA)的“洞察”號火星(xing)探測(ce)器在其(qi)著陸點測(ce)量了大約733次(ci)地震。
當(dang)地時間2022年5月(yue)10日,美國國家航空航天(tian)局(NASA)宣布(bu),旗下(xia)的“洞察號(hao)”火(huo)星探測器開始工作(zuo)以來(lai)檢測到(dao)(dao)火(huo)星發生(sheng)的最強震,達到(dao)(dao)里氏5級。
新華社北京2022年(nian)5月(yue)18日消(xiao)息,由于動力不足,美(mei)國火星探測器(qi)“洞(dong)察”號(hao)今(jin)年(nian)夏天(tian)或正式終結任務。美(mei)國國家航空航天(tian)局2022年(nian)5月(yue)17日說,“洞(dong)察”號(hao)太陽能電池(chi)板將完全被(bei)火星上的(de)塵土覆蓋,使它(ta)最(zui)終無從獲得動力。
當地(di)時間2022年(nian)9月19日報(bao)告稱,美國宇航局(ju)“洞察(cha)”號探測到(dao)4顆隕石(shi)撞擊火(huo)星產生的(de)(de)地(di)震波和聲波,然后(hou)計算出它(ta)們留(liu)下的(de)(de)隕石(shi)坑的(de)(de)位(wei)置,這是科學家們首次在(zai)地(di)球以外的(de)(de)地(di)方進行此類測量(liang)。