“洞(dong)察”號火星(xing)無人著陸(lu)探(tan)(tan)測器(qi)是美國宇航局向火星(xing)發射一顆火星(xing)地球物(wu)理探(tan)(tan)測器(qi),它的機身(shen)設計繼承(cheng)先(xian)前(qian)的鳳(feng)(feng)凰(huang)號探(tan)(tan)測器(qi),著陸(lu)火星(xing)之后將在火星(xing)表(biao)面安裝一個地震儀(yi),并使用鉆(zhan)頭在火星(xing)上鉆(zhan)出迄今(jin)最深的孔洞(dong)進行火星(xing)內部的熱(re)狀態考察。根據項(xiang)目(mu)(mu)首席科(ke)學(xue)家布魯斯·巴內特(Bruce Banerdt)的說(shuo)法,這一探(tan)(tan)測器(qi)將是一個國際合作(zuo)進行的科(ke)學(xue)項(xiang)目(mu)(mu),并且幾乎是先(xian)前(qian)大獲成功的鳳(feng)(feng)凰(huang)號探(tan)(tan)測器(qi)的翻(fan)版。
2018年(nian)(nian)5月(yue)(yue)5日(ri)凌晨(chen)4時(shi)05分,搭載“洞察”號火(huo)星探測(ce)器(qi)的(de)“宇宙(zhou)神(shen)”V-401型火(huo)箭從位于加州中部的(de)范(fan)登堡空(kong)軍基地(di)3號發射臺發射升空(kong),執行人類(lei)首個探究火(huo)星“內心”的(de)探測(ce)任(ren)務。11月(yue)(yue)26日(ri)14時(shi)54分許(xu),“洞察”號無人探測(ce)器(qi)在火(huo)星成功著陸(lu),執行人類(lei)首次探究火(huo)星“內心深處”奧(ao)秘的(de)任(ren)務。2022年(nian)(nian)6月(yue)(yue)22日(ri)消息(xi),NASA“洞察號(InSight)”火(huo)星著陸(lu)器(qi)團隊(dui)改變了計劃,現在該著陸(lu)器(qi)的(de)地(di)震儀將運行更(geng)長時(shi)間,其也將因此更(geng)早地(di)耗盡電力。
洞察號只是(shi)作為全(quan)部3個參加競爭美(mei)(mei)國宇(yu)航局“發(fa)(fa)現(xian)”計劃經(jing)費支(zhi)持的項目之一。“洞察”號原計劃2016年3月發(fa)(fa)射,但由于(yu)其搭載的地震(zhen)測量儀主要(yao)傳感器出現(xian)真空密封(feng)不(bu)嚴(yan)問(wen)題,發(fa)(fa)射被迫(po)推遲(chi)。美(mei)(mei)航天(tian)局之前發(fa)(fa)布(bu)的一份聲明說,“洞察”號的預算原本為6.75億美(mei)(mei)元,但重新設計地震(zhen)測量儀加上任務延遲(chi),導致項目成本超過9.93億美(mei)(mei)元。
巴內特是宇航局噴氣推進實驗(yan)室的(de)專(zhuan)家(jia),他(ta)說(shuo):“洞察號(hao)(hao)(hao)基本(ben)是白手起家(jia),但是其設計(ji)基本(ben)遵從了先(xian)前鳳(feng)(feng)凰號(hao)(hao)(hao)的(de)藍(lan)圖。”他(ta)的(de)小組這樣(yang)利用已經被證明為(wei)可靠的(de)舊有設計(ji)藍(lan)圖將省(sheng)去重(zhong)新進行設計(ji)的(de)步(bu)驟,從而大幅(fu)削減項目成本(ben)。不(bu)過他(ta)也說(shuo):“這臺探(tan)測器的(de)機械臂和鳳(feng)(feng)凰號(hao)(hao)(hao)的(de)很像(xiang),但是并非完全相同。”并且洞察號(hao)(hao)(hao)探(tan)測器的(de)著陸地點和考察目標也和鳳(feng)(feng)凰號(hao)(hao)(hao)有所不(bu)同。
洞察號將(jiang)搭載完全不同的(de)(de)(de)3種科學載荷,包括兩臺由歐(ou)洲提(ti)供(gong)的(de)(de)(de)儀(yi)器,專門設計用于(yu)探查這顆紅色星(xing)球的(de)(de)(de)核心深處(chu),從(cong)而了解與其形成(cheng)過程相(xiang)關的(de)(de)(de)線索。它(ta)將(jiang)探測(ce)這里是否存在任何地(di)震(zhen)現(xian)象,火(huo)(huo)星(xing)地(di)表下的(de)(de)(de)地(di)熱(re)流值,火(huo)(huo)星(xing)內核的(de)(de)(de)大(da)小,并判斷火(huo)(huo)星(xing)的(de)(de)(de)內核究竟(jing)處(chu)于(yu)固態(tai)還是液態(tai)。巴內特說:“地(di)震(zhen)儀(yi)設備(即SEIS,全稱為‘內部結構地(di)震(zhen)實驗’)由法國提(ti)供(gong),地(di)熱(re)流值探測(ce)儀(yi)(HP3,即熱(re)流和(he)物理屬性(xing)探測(ce)儀(yi))則由德(de)國提(ti)供(gong)。”洞察號探測(ce)器計劃(hua)中將(jiang)降(jiang)落在火(huo)(huo)星(xing)靠近赤道的(de)(de)(de)溫暖(nuan)地(di)帶,從(cong)而保證它(ta)的(de)(de)(de)任務期可以達到(dao)兩年(nian)左(zuo)右。
2018年(nian)5月5日(ri)凌晨4時05分(fen),搭載“洞察”號火(huo)星探測器(qi)的“宇宙神(shen)”V-401型(xing)火(huo)箭從位于(yu)加州中部的范登堡(bao)空(kong)軍基(ji)地3號發(fa)射(she)臺發(fa)射(she)升(sheng)空(kong),執行人類(lei)首個探究火(huo)星“內(nei)心”的探測任務。
2018年11月26日(ri),美(mei)國國家航(hang)空航(hang)天局(ju)官網發布消息稱,火(huo)(huo)星探測器“洞察(cha)號”將于美(mei)國時(shi)(shi)間11月26日(ri),在火(huo)(huo)星表(biao)面著陸(lu)。著陸(lu)前,它(ta)將以19800公里(li)的(de)時(shi)(shi)速(su)進入火(huo)(huo)星大(da)氣(qi)層(ceng)頂部,并在三(san)條(tiao)腿落地火(huo)(huo)星表(biao)面之前,慢慢降至時(shi)(shi)速(su)8公里(li),相當于人類慢跑的(de)速(su)度。這種(zhong)急(ji)遽減(jian)速(su)必(bi)須在不到7分(fen)鐘內(nei)完成。
2018年11月26日14時47分(fen),“洞察(cha)”號(hao)進(jin)入火(huo)星大(da)氣層,整個進(jin)入、降落和著陸的過程(cheng)在約7分(fen)鐘內完成(cheng)。
2018年11月26日14時(shi)54分許(北(bei)京(jing)時(shi)間(jian)27日3時(shi)54分許),美國航天局的“洞(dong)察”號(hao)無人(ren)探測器在火星成功(gong)著(zhu)陸,執(zhi)行(xing)人(ren)類首次(ci)探究火星“內心深處(chu)”奧(ao)秘(mi)的任務。隨(sui)后,“洞(dong)察”號(hao)通過與其同(tong)行(xing)的迷(mi)你衛星于15時(shi)許傳回(hui)了火星的第一(yi)張照片。
2019年2月19日起,根據“洞察(cha)”號無人探測器提供的數(shu)據,美國航天局開始在(zai)網上發布火(huo)星(xing)每日天氣(qi)報告,提供火(huo)星(xing)氣(qi)溫(wen)、風速、氣(qi)壓等信息。
2019年3月18日,據美國(guo)《科學》雜志報(bao)道,“洞察”號著陸(lu)器終于(yu)(yu)將其超(chao)靈敏(min)的地震(zhen)儀置于(yu)(yu)火(huo)(huo)星(xing)表(biao)面。該儀器旨(zhi)在通過(guo)(guo)探(tan)測“火(huo)(huo)星(xing)震(zhen)”的轟(hong)鳴(ming)聲來揭示有(you)關火(huo)(huo)星(xing)內部的謎團。幾周后,著陸(lu)器首次(ci)聽到(dao)了火(huo)(huo)星(xing)上的微小震(zhen)顫。這種新發現的噪聲很(hen)可能由來自大氣(qi)風的低頻壓(ya)力波(bo)引(yin)起,這些(xie)大氣(qi)風在火(huo)(huo)星(xing)表(biao)面呼嘯而(er)過(guo)(guo),在火(huo)(huo)星(xing)表(biao)面產生(sheng)淺淺的長(chang)周期波(bo)——瑞利波(bo)。
洞察(cha)”號(hao)任務全稱“通(tong)過地震調查、測地學(xue)(xue)及(ji)熱傳導實施(shi)內(nei)部(bu)探測”,是首個(ge)研究火(huo)(huo)(huo)星(xing)內(nei)部(bu)的(de)(de)探測任務,也是美國火(huo)(huo)(huo)星(xing)無人(ren)探測項目的(de)(de)重要(yao)部(bu)分,設計(ji)任務時(shi)間為(wei)兩年。科學(xue)(xue)家希望通(tong)過“洞察(cha)”號(hao)了解火(huo)(huo)(huo)星(xing)內(nei)核大(da)小、成分和物理狀態、地質構造,以(yi)及(ji)火(huo)(huo)(huo)星(xing)內(nei)部(bu)溫(wen)度、地震活動等情況。目的(de)(de)是想嘗試回(hui)答(da)一個(ge)科學(xue)(xue)界最(zui)基本的(de)(de)問題:行星(xing)是如何形(xing)成的(de)(de)?
如果一切順利,探測(ce)(ce)器(qi)(qi)預(yu)計將于2018年(nian)11月26日左(zuo)右在火(huo)星(xing)(xing)赤道(dao)附近(jin)著(zhu)陸,然后用機(ji)械臂(bei)把(ba)地震(zhen)測(ce)(ce)量儀(yi)(yi)和溫度測(ce)(ce)量裝置永久安置于火(huo)星(xing)(xing)表(biao)面。這將是在火(huo)星(xing)(xing)上前所(suo)未有的行動(dong)。洞察號將在火(huo)星(xing)(xing)表(biao)面的著(zhu)陸點就地完成(cheng)其大(da)部(bu)分(fen)設定的科學探測(ce)(ce)目標。它(ta)的機(ji)械臂(bei)將攜(xie)帶(dai)兩臺(tai)科學儀(yi)(yi)器(qi)(qi)直接接觸火(huo)星(xing)(xing)地表(biao)展開考(kao)察工作(zuo)。巴(ba)內(nei)特說:“機(ji)械臂(bei)將會(hui)把(ba)地震(zhen)儀(yi)(yi)和地熱(re)流探測(ce)(ce)儀(yi)(yi)從儀(yi)(yi)器(qi)(qi)平臺(tai)上取下(xia),依次擺放在探測(ce)(ce)器(qi)(qi)旁邊(bian)的地面上。機(ji)械臂(bei)本身并不(bu)攜(xie)帶(dai)有鉆(zhan)頭,但是熱(re)流探測(ce)(ce)儀(yi)(yi)會(hui)自(zi)動(dong)向下(xia)鉆(zhan)探,深度可(ke)以達到5米左(zuo)右。”
這一火星探測(ce)器(qi)配備(bei)兩個可折(zhe)疊的(de)太陽能(neng)板,展開后著陸器(qi)寬(kuan)約6米。“洞察”號(hao)搭載了三部(bu)主要的(de)科(ke)學儀器(qi),分別為地震測(ce)量儀、溫度測(ce)量裝置以及(ji)“旋轉和內部(bu)結構實(shi)驗儀”。
可(ke)防風(feng)的地震(zhen)測(ce)量(liang)儀靈敏度極高,足以(yi)(yi)“感知”尺度為(wei)氫原子(zi)半徑的地面運動(dong),記(ji)錄“火星(xing)震(zhen)”或(huo)隕石沖擊所引發的震(zhen)波;溫度測(ce)量(liang)裝置可(ke)通過錘擊到達火星(xing)地下(xia)3米或(huo)更深處,測(ce)量(liang)火星(xing)內(nei)核釋放的熱量(liang);而(er)“旋轉和(he)內(nei)部(bu)結構實驗儀”可(ke)以(yi)(yi)通過火星(xing)與地球間的無線電傳輸(shu),來(lai)評估火星(xing)繞軸旋轉產生的擾動(dong),用以(yi)(yi)提(ti)供火星(xing)內(nei)核大小的線索。
另(ling)外,以卡(ka)通明星(xing)“瓦力”和“伊娃”名(ming)字命(ming)名(ming)的(de)兩顆“雙(shuang)胞胎”迷你衛(wei)星(xing)也將與“洞(dong)察”號(hao)同(tong)行,成(cheng)為(wei)首批(pi)進入行星(xing)際空間的(de)立方體衛(wei)星(xing)。它們(men)將在“洞(dong)察”號(hao)著陸時(shi),把遠(yuan)距離(li)遙測結果直接發回地球。這兩顆衛(wei)星(xing)的(de)成(cheng)本約為(wei)1850萬美元。
探測(ce)器(qi)攜帶的(de)(de)第三件科學載荷是(shi)RISE,即“自(zi)轉和內部結構試(shi)驗”探測(ce)設備,這是(shi)美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)提供的(de)(de)。它將(jiang)利用探測(ce)器(qi)的(de)(de)通訊(xun)系統精確測(ce)量火星的(de)(de)自(zi)轉并探查火星的(de)(de)內部結構和組成(cheng)成(cheng)分。
在(zai)火(huo)(huo)星(xing)(xing)上執行(xing)考察(cha)任務的(de)(de)機遇(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)火(huo)(huo)星(xing)(xing)車(che)在(zai)執行(xing)一項(xiang)(xiang)多普(pu)勒無電線追蹤實驗(yan),這(zhe)一實驗(yan)的(de)(de)原理(li)和RISE設備的(de)(de)實驗(yan)非(fei)常相似(si)(si),只(zhi)是后者的(de)(de)實驗(yan)精度(du)將(jiang)要更(geng)高。巴內特說(shuo):“RISE實驗(yan)設備的(de)(de)工作將(jiang)和現在(zai)利用機遇(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)火(huo)(huo)星(xing)(xing)車(che)進行(xing)的(de)(de)實驗(yan)非(fei)常相似(si)(si),但是洞察(cha)號(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)設備可(ke)以做(zuo)的(de)(de)更(geng)好。”他說(shuo):“兩者之間的(de)(de)不同在(zai)于我(wo)們每(mei)周(zhou)將(jiang)會(hui)做(zuo)更(geng)多更(geng)頻繁的(de)(de)追蹤實驗(yan),機遇(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)由(you)于正值火(huo)(huo)星(xing)(xing)冬季,因(yin)而電力不足(zu),處于停駛(shi)狀態。相比之下,洞察(cha)號(hao)(hao)(hao)(hao)將(jiang)可(ke)以連(lian)續(xu)一整個(ge)(ge)火(huo)(huo)星(xing)(xing)年(nian)(約合兩個(ge)(ge)地球年(nian))進行(xing)這(zhe)項(xiang)(xiang)實驗(yan),而機遇(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)數據(ju)卻可(ke)能(neng)只(zhi)能(neng)覆蓋幾個(ge)(ge)月(yue)。”
除此(ci)之外(wai),洞察號(hao)還將(jiang)裝備兩臺相機,并將(jiang)進(jin)行一(yi)些天氣方面的測量工作。
“在洞察號的(de)機械臂上(shang)安裝了(le)相(xiang)機,在設備平臺上(shang)也有(you)。所(suo)有(you)這(zhe)兩臺相(xiang)機的(de)主要目的(de)都(dou)是(shi)為了(le)方(fang)便監測(ce)(ce)將(jiang)(jiang)儀器設備放置在火星表面上(shang)的(de)操作,當然它們也能用來拍攝探測(ce)(ce)器周圍(wei)的(de)環(huan)境景色,不(bu)過這(zhe)些照(zhao)片都(dou)將(jiang)(jiang)只有(you)黑白兩色的(de)。將(jiang)(jiang)對(dui)氣壓(ya),溫(wen)度和風速等進(jin)行測(ce)(ce)量,主要是(shi)為了(le)用于地震儀數據的(de)噪音修正工作,當然這(zhe)些數據也將(jiang)(jiang)是(shi)火星天氣研(yan)究方(fang)面有(you)用的(de)材料。
2021年12月消息,自“扎根”火星以(yi)來(lai),美(mei)國國家(jia)航空航天局(NASA)的“洞察”號火星探測器在其著陸點測量了大約733次地震。
當地時間2022年5月10日,美(mei)國國家(jia)航空航天局(NASA)宣布,旗(qi)下(xia)的(de)“洞(dong)察號”火星探測(ce)器開始工作以來檢測(ce)到(dao)(dao)火星發生的(de)最(zui)強震,達到(dao)(dao)里氏5級。
新(xin)華社北京2022年5月(yue)(yue)18日消(xiao)息,由(you)于動力不足,美(mei)國火(huo)星探測器“洞察”號今年夏天或正式終(zhong)結任務。美(mei)國國家(jia)航空航天局2022年5月(yue)(yue)17日說,“洞察”號太陽能電(dian)池板將(jiang)完全被火(huo)星上的塵土覆蓋,使它(ta)最終(zhong)無從獲(huo)得動力。
當地(di)時間(jian)2022年9月19日報告稱,美國宇航局“洞(dong)察”號探測(ce)到4顆隕石(shi)撞擊火星產生的(de)(de)(de)地(di)震(zhen)波和聲波,然后計算出(chu)它(ta)們(men)留下(xia)的(de)(de)(de)隕石(shi)坑的(de)(de)(de)位置,這是科(ke)學家(jia)們(men)首(shou)次在(zai)地(di)球以外的(de)(de)(de)地(di)方(fang)進行此類測(ce)量(liang)。