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“洞(dong)察”號火(huo)星(xing)(xing)(xing)無人著陸(lu)探(tan)測(ce)器(qi)是美國(guo)宇航局向火(huo)星(xing)(xing)(xing)發射一顆火(huo)星(xing)(xing)(xing)地球(qiu)物理探(tan)測(ce)器(qi)，它(ta)的(de)(de)(de)機(ji)身(shen)設(she)計繼(ji)承先(xian)前的(de)(de)(de)鳳凰號探(tan)測(ce)器(qi)，著陸(lu)火(huo)星(xing)(xing)(xing)之后將(jiang)在(zai)火(huo)星(xing)(xing)(xing)表(biao)面(mian)安裝一個(ge)地震儀，并使用鉆(zhan)頭在(zai)火(huo)星(xing)(xing)(xing)上鉆(zhan)出迄(qi)今最深(shen)的(de)(de)(de)孔洞(dong)進行火(huo)星(xing)(xing)(xing)內(nei)部的(de)(de)(de)熱狀(zhuang)態考察。根據(ju)項目(mu)首(shou)席科學(xue)家布魯斯·巴內(nei)特（Bruce Banerdt）的(de)(de)(de)說法，這一探(tan)測(ce)器(qi)將(jiang)是一個(ge)國(guo)際合(he)作進行的(de)(de)(de)科學(xue)項目(mu)，并且幾(ji)乎是先(xian)前大獲成功(gong)的(de)(de)(de)鳳凰號探(tan)測(ce)器(qi)的(de)(de)(de)翻版。

2018年5月5日凌晨4時(shi)05分，搭(da)載“洞察(cha)”號火(huo)星(xing)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)(qi)的“宇(yu)宙神”V－401型火(huo)箭(jian)從(cong)位于(yu)加州中部的范登堡空(kong)軍基(ji)地3號發射臺發射升空(kong)，執(zhi)行(xing)人(ren)(ren)類首(shou)(shou)個探(tan)(tan)究火(huo)星(xing)“內(nei)心(xin)”的探(tan)(tan)測(ce)任務。11月26日14時(shi)54分許，“洞察(cha)”號無(wu)人(ren)(ren)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)(qi)(qi)在火(huo)星(xing)成功著(zhu)陸，執(zhi)行(xing)人(ren)(ren)類首(shou)(shou)次探(tan)(tan)究火(huo)星(xing)“內(nei)心(xin)深處”奧秘(mi)的任務。2022年6月22日消息，NASA“洞察(cha)號（InSight）”火(huo)星(xing)著(zhu)陸器(qi)(qi)(qi)團隊改變了計(ji)劃，現在該著(zhu)陸器(qi)(qi)(qi)的地震儀將運行(xing)更(geng)長時(shi)間(jian)，其也將因(yin)此更(geng)早(zao)地耗(hao)盡電力(li)。

背景信息

洞察(cha)號只是作為全部(bu)3個參加競爭美(mei)國(guo)宇航(hang)局(ju)“發現”計(ji)(ji)劃(hua)經費支持的(de)項(xiang)目之一(yi)。“洞察(cha)”號原計(ji)(ji)劃(hua)2016年3月發射(she)，但(dan)由于其搭載(zai)的(de)地震測量儀主要(yao)傳(chuan)感器(qi)出(chu)現真空密封不嚴問題，發射(she)被(bei)迫推遲。美(mei)航(hang)天(tian)局(ju)之前發布的(de)一(yi)份聲(sheng)明說，“洞察(cha)”號的(de)預算原本為6.75億美(mei)元(yuan)，但(dan)重新設計(ji)(ji)地震測量儀加上任務延遲，導致(zhi)項(xiang)目成本超過(guo)9.93億美(mei)元(yuan)。

設計原理

巴內特是宇航局噴氣推進(jin)實(shi)驗(yan)室的(de)(de)專家，他說：“洞(dong)察(cha)號(hao)(hao)基本是白手起家，但(dan)是其設計(ji)(ji)(ji)基本遵從了先前鳳(feng)凰(huang)號(hao)(hao)的(de)(de)藍圖(tu)。”他的(de)(de)小組這樣利用已經被證明為可(ke)靠的(de)(de)舊有設計(ji)(ji)(ji)藍圖(tu)將省(sheng)去重新進(jin)行設計(ji)(ji)(ji)的(de)(de)步驟(zou)，從而大幅削減項目成本。不過他也說：“這臺探測(ce)器(qi)(qi)的(de)(de)機械臂(bei)和鳳(feng)凰(huang)號(hao)(hao)的(de)(de)很像，但(dan)是并(bing)非完全(quan)相同。”并(bing)且洞(dong)察(cha)號(hao)(hao)探測(ce)器(qi)(qi)的(de)(de)著陸(lu)地點(dian)和考察(cha)目標也和鳳(feng)凰(huang)號(hao)(hao)有所(suo)不同。

洞(dong)察號(hao)將搭(da)載(zai)完全不同的(de)(de)3種科學(xue)載(zai)荷(he)，包(bao)括(kuo)兩(liang)臺由(you)歐洲提供的(de)(de)儀(yi)(yi)器，專門設計(ji)用于(yu)探查這顆紅色星(xing)球的(de)(de)核(he)心深處，從而(er)(er)了解(jie)與其形成過程相關的(de)(de)線索。它(ta)將探測這里(li)是(shi)否存在任(ren)何地(di)震(zhen)現象，火(huo)星(xing)地(di)表下的(de)(de)地(di)熱流(liu)(liu)值(zhi)，火(huo)星(xing)內(nei)(nei)核(he)的(de)(de)大(da)小，并判斷火(huo)星(xing)的(de)(de)內(nei)(nei)核(he)究竟處于(yu)固態(tai)還是(shi)液態(tai)。巴內(nei)(nei)特(te)說：“地(di)震(zhen)儀(yi)(yi)設備（即(ji)SEIS，全稱為‘內(nei)(nei)部結構地(di)震(zhen)實驗’）由(you)法(fa)國提供，地(di)熱流(liu)(liu)值(zhi)探測儀(yi)(yi)（HP3，即(ji)熱流(liu)(liu)和物(wu)理屬性(xing)探測儀(yi)(yi)）則由(you)德國提供。”洞(dong)察號(hao)探測器計(ji)劃中將降落在火(huo)星(xing)靠近(jin)赤道(dao)的(de)(de)溫暖地(di)帶，從而(er)(er)保(bao)證它(ta)的(de)(de)任(ren)務期可以達到兩(liang)年左(zuo)右(you)。

發射歷程

發射

2018年(nian)5月5日凌晨4時05分(fen)，搭載“洞(dong)察”號(hao)火星探測器的“宇宙神”V－401型火箭從位于加州中(zhong)部的范(fan)登堡(bao)空軍基(ji)地(di)3號(hao)發射臺發射升空，執行人類首個探究火星“內心(xin)”的探測任(ren)務。

著陸

2018年11月26日，美國(guo)國(guo)家航空(kong)航天局官(guan)網發(fa)布(bu)消息稱，火星(xing)探測器“洞察號”將于(yu)美國(guo)時間11月26日，在火星(xing)表面(mian)著(zhu)陸。著(zhu)陸前，它將以19800公里(li)的時速(su)(su)進入火星(xing)大氣層頂(ding)部，并在三條腿(tui)落地火星(xing)表面(mian)之前，慢慢降至時速(su)(su)8公里(li)，相當于(yu)人類慢跑的速(su)(su)度。這種急(ji)遽(ju)減速(su)(su)必須在不到(dao)7分鐘內完成。

2018年(nian)11月26日14時47分(fen)，“洞察”號進入(ru)火星大氣層(ceng)，整(zheng)個進入(ru)、降落和著陸(lu)的過程在(zai)約7分(fen)鐘內(nei)完成。

2018年11月26日(ri)14時(shi)54分(fen)許(xu)（北(bei)京時(shi)間(jian)27日(ri)3時(shi)54分(fen)許(xu)），美國(guo)航(hang)天局的(de)“洞察”號無人探測(ce)器在火星成功著陸(lu)，執行人類首次探究火星“內心深處”奧秘的(de)任務。隨后(hou)，“洞察”號通過與其同(tong)行的(de)迷你衛星于15時(shi)許(xu)傳回了火星的(de)第一張照片。

2019年(nian)2月19日(ri)起，根據“洞(dong)察(cha)”號無人探測器(qi)提(ti)供(gong)的數(shu)據，美國航天局開始在(zai)網上發布火星每日(ri)天氣(qi)報告，提(ti)供(gong)火星氣(qi)溫、風速、氣(qi)壓等信息。

2019年(nian)3月18日，據美國(guo)《科學》雜志報道，“洞察”號著陸(lu)器終(zhong)于(yu)將(jiang)其超(chao)靈敏的(de)(de)地(di)震(zhen)儀置于(yu)火(huo)星(xing)表面(mian)。該儀器旨在(zai)通過探測“火(huo)星(xing)震(zhen)”的(de)(de)轟鳴聲來(lai)揭示有關火(huo)星(xing)內部的(de)(de)謎團。幾周后，著陸(lu)器首次聽到了(le)火(huo)星(xing)上(shang)的(de)(de)微小震(zhen)顫(zhan)。這種新發(fa)現(xian)的(de)(de)噪(zao)聲很可能由(you)來(lai)自大氣風的(de)(de)低頻壓(ya)力波(bo)引起，這些大氣風在(zai)火(huo)星(xing)表面(mian)呼嘯而過，在(zai)火(huo)星(xing)表面(mian)產生淺(qian)淺(qian)的(de)(de)長周期波(bo)——瑞利(li)波(bo)。

主要任務

洞察”號(hao)任(ren)務(wu)(wu)全稱“通過地(di)(di)震調查、測(ce)地(di)(di)學(xue)及熱(re)傳(chuan)導實施內部(bu)探測(ce)”，是(shi)首個(ge)研究火(huo)星(xing)內部(bu)的(de)(de)探測(ce)任(ren)務(wu)(wu)，也是(shi)美國火(huo)星(xing)無人探測(ce)項目(mu)的(de)(de)重要部(bu)分(fen)，設計任(ren)務(wu)(wu)時間為(wei)兩(liang)年。科學(xue)家希望通過“洞察”號(hao)了解火(huo)星(xing)內核大小、成分(fen)和(he)物理狀(zhuang)態(tai)、地(di)(di)質(zhi)構造，以(yi)及火(huo)星(xing)內部(bu)溫度、地(di)(di)震活(huo)動等情況(kuang)。目(mu)的(de)(de)是(shi)想嘗試回(hui)答(da)一(yi)個(ge)科學(xue)界最基本的(de)(de)問(wen)題(ti)：行星(xing)是(shi)如何形成的(de)(de)？

如果(guo)一切順利(li)，探測(ce)(ce)器(qi)預計將(jiang)(jiang)于(yu)(yu)2018年11月(yue)26日(ri)左右在(zai)(zai)火(huo)星(xing)(xing)赤道附近著陸(lu)，然后(hou)用機(ji)械臂把地(di)震(zhen)測(ce)(ce)量儀和(he)溫度測(ce)(ce)量裝置(zhi)(zhi)永(yong)久安(an)置(zhi)(zhi)于(yu)(yu)火(huo)星(xing)(xing)表(biao)面。這(zhe)將(jiang)(jiang)是(shi)(shi)在(zai)(zai)火(huo)星(xing)(xing)上(shang)(shang)前所未有的(de)(de)(de)行動。洞(dong)察號將(jiang)(jiang)在(zai)(zai)火(huo)星(xing)(xing)表(biao)面的(de)(de)(de)著陸(lu)點就地(di)完成其大部分設定的(de)(de)(de)科(ke)學探測(ce)(ce)目標。它的(de)(de)(de)機(ji)械臂將(jiang)(jiang)攜帶(dai)兩臺科(ke)學儀器(qi)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸(chu)火(huo)星(xing)(xing)地(di)表(biao)展開考察工作。巴內特(te)說(shuo)：“機(ji)械臂將(jiang)(jiang)會把地(di)震(zhen)儀和(he)地(di)熱流探測(ce)(ce)儀從儀器(qi)平臺上(shang)(shang)取下，依次擺放在(zai)(zai)探測(ce)(ce)器(qi)旁邊的(de)(de)(de)地(di)面上(shang)(shang)。機(ji)械臂本身并不(bu)攜帶(dai)有鉆頭，但是(shi)(shi)熱流探測(ce)(ce)儀會自動向下鉆探，深度可以達到5米左右。”

設備配置

這一火星探(tan)測(ce)(ce)器(qi)配備兩(liang)個(ge)可折疊的太陽(yang)能板，展開后著陸器(qi)寬約6米(mi)。“洞察”號搭載了三(san)部(bu)主要的科學儀器(qi)，分別為(wei)地(di)震(zhen)測(ce)(ce)量儀、溫度(du)測(ce)(ce)量裝置(zhi)以及“旋(xuan)轉和內(nei)部(bu)結構實驗儀”。

可防風(feng)的(de)地(di)震測(ce)量儀靈敏度極(ji)高(gao)，足(zu)以(yi)“感知”尺度為氫原子(zi)半(ban)徑的(de)地(di)面運動，記錄“火星(xing)震”或隕石沖擊(ji)所引發的(de)震波；溫度測(ce)量裝置(zhi)可通(tong)過錘擊(ji)到達火星(xing)地(di)下3米或更深處，測(ce)量火星(xing)內(nei)核(he)釋放的(de)熱量；而“旋轉和(he)內(nei)部結構(gou)實驗儀”可以(yi)通(tong)過火星(xing)與地(di)球間(jian)的(de)無線電傳輸，來評估火星(xing)繞軸(zhou)旋轉產生的(de)擾動，用以(yi)提(ti)供火星(xing)內(nei)核(he)大小的(de)線索(suo)。

另外，以卡通明星(xing)(xing)“瓦(wa)力”和“伊娃”名字命名的兩顆(ke)“雙(shuang)胞(bao)胎”迷你衛(wei)星(xing)(xing)也將(jiang)與“洞察(cha)”號(hao)同行，成為首批(pi)進入行星(xing)(xing)際空間(jian)的立方(fang)體衛(wei)星(xing)(xing)。它們將(jiang)在“洞察(cha)”號(hao)著陸時，把遠距離(li)遙測(ce)結果(guo)直接發回地球。這兩顆(ke)衛(wei)星(xing)(xing)的成本(ben)約(yue)為1850萬美元。

探測器(qi)攜帶的(de)第三件科學載荷是RISE，即“自轉(zhuan)和內(nei)(nei)部結構試驗”探測設備，這是美國宇航局(ju)噴氣推進實驗室（JPL）提供(gong)的(de)。它(ta)將利用探測器(qi)的(de)通訊系統精確(que)測量火(huo)星的(de)自轉(zhuan)并探查火(huo)星的(de)內(nei)(nei)部結構和組成成分。

在火(huo)星(xing)上執行考察任務的(de)(de)(de)機(ji)遇號(hao)(hao)(hao)火(huo)星(xing)車在執行一項多普(pu)勒無(wu)電線追(zhui)(zhui)蹤(zong)實(shi)(shi)驗(yan)，這一實(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)原理和RISE設備(bei)的(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)非(fei)常(chang)相似，只(zhi)是后者的(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)精度(du)將(jiang)要更(geng)高。巴內特說(shuo)：“RISE實(shi)(shi)驗(yan)設備(bei)的(de)(de)(de)工作將(jiang)和現在利(li)用機(ji)遇號(hao)(hao)(hao)火(huo)星(xing)車進行的(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)非(fei)常(chang)相似，但(dan)是洞(dong)察號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)設備(bei)可(ke)以做的(de)(de)(de)更(geng)好。”他(ta)說(shuo)：“兩者之(zhi)間的(de)(de)(de)不同在于我們每周將(jiang)會做更(geng)多更(geng)頻繁的(de)(de)(de)追(zhui)(zhui)蹤(zong)實(shi)(shi)驗(yan)，機(ji)遇號(hao)(hao)(hao)由于正值(zhi)火(huo)星(xing)冬季，因而電力不足，處于停駛狀態。相比之(zhi)下，洞(dong)察號(hao)(hao)(hao)將(jiang)可(ke)以連續(xu)一整個火(huo)星(xing)年（約合兩個地球年）進行這項實(shi)(shi)驗(yan)，而機(ji)遇號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)數據卻可(ke)能只(zhi)能覆蓋幾個月。”

除(chu)此之外，洞察號還將裝備兩臺(tai)相(xiang)機，并將進行一些(xie)天氣方面的測量工(gong)作(zuo)。

“在(zai)(zai)洞察號的(de)機(ji)(ji)械(xie)臂上(shang)(shang)安裝了(le)相機(ji)(ji)，在(zai)(zai)設備(bei)平臺上(shang)(shang)也(ye)(ye)有(you)。所有(you)這兩臺相機(ji)(ji)的(de)主要目的(de)都是(shi)為了(le)方便(bian)監測將儀(yi)器設備(bei)放置在(zai)(zai)火星(xing)表面(mian)上(shang)(shang)的(de)操作，當(dang)然它們也(ye)(ye)能用來拍攝(she)探(tan)測器周圍的(de)環(huan)境(jing)景色，不(bu)過(guo)這些照(zhao)片(pian)都將只(zhi)有(you)黑(hei)白兩色的(de)。將對氣壓，溫度和(he)風速等(deng)進行測量，主要是(shi)為了(le)用于地震(zhen)儀(yi)數據的(de)噪音修(xiu)正工作，當(dang)然這些數據也(ye)(ye)將是(shi)火星(xing)天氣研(yan)究方面(mian)有(you)用的(de)材(cai)料(liao)。

大事記

2021年12月消息，自(zi)“扎根”火星以來，美國(guo)國(guo)家航空航天(tian)局（NASA）的“洞(dong)察”號火星探測(ce)(ce)器(qi)在其(qi)著(zhu)陸點(dian)測(ce)(ce)量了大(da)約733次地震。

當地時間(jian)2022年5月10日，美國國家航(hang)空航(hang)天局(ju)（NASA）宣布，旗下的“洞(dong)察號”火星(xing)(xing)探測(ce)器開始(shi)工(gong)作(zuo)以(yi)來檢測(ce)到(dao)火星(xing)(xing)發生的最強震，達到(dao)里氏5級(ji)。

新華(hua)社北京2022年5月18日消息(xi)，由于動力不足，美(mei)國火星(xing)探測器“洞(dong)察”號(hao)(hao)今年夏天或(huo)正式(shi)終(zhong)結任務。美(mei)國國家(jia)航空航天局2022年5月17日說，“洞(dong)察”號(hao)(hao)太陽能(neng)電池板將(jiang)完全被(bei)火星(xing)上的塵土覆蓋，使它最(zui)終(zhong)無從獲得(de)動力。

當地時間2022年9月19日報告稱，美國宇航(hang)局“洞察”號(hao)探測到4顆隕石撞擊(ji)火星產生的(de)地震波和聲波，然后計(ji)算出它們(men)留下的(de)隕石坑的(de)位置，這是科學家(jia)們(men)首次在地球(qiu)以(yi)外(wai)的(de)地方進行(xing)此類測量。