“洞察”火星难在哪儿?内部“体检”有何意义?

作者:陈沁涵 来源:新京报
2018-11-28 09:33:06

“洞察”火星难在哪儿?内部“体检”有何意义?

“洞察”火星难在哪儿?内部“体检”有何意义?

  “洞察号”着陆后,传回的首张火星照片。

  NASA“洞察号”着陆火星

  火星内部迎首次“体检”

  一直以来,人类对火星这颗神秘的红色行星充满兴趣。美国国家航空航天局(NASA)今年5月发射的无人探测器“洞察号”(InSight),再次向红色星球发起挑战。“洞察号”无人探测器于北京时间27日凌晨成功抵达火星登陆点,并顺利传回首张照片,开启历史上首次勘探火星内部的探索任务。

  有趣的是,NASA为了给“洞察号”造势,还组织了一个“将你的名字带上火星”的活动,即报名者的名字将写入一个芯片,由“洞察号”携带前往火星。活动截止时,全球共有240多万人的名字写入了芯片,其中,来自美国和中国的人名数占据前两位。

  释疑1

  着陆火星难在哪?

  据NASA网站介绍,“洞察号”于今年5月5日从位于加利福尼亚州中部的范登堡空军基地升空,在历经6个多月、航行约4.82亿公里后,于美国东部时间26日下午2时47分进入火星大气层,随后其飞行时速从19800公里降至8公里,并克服高温及沙尘影响,最终平稳着陆。

  据《纽约时报》报道,在预备着陆阶段,“洞察号”以每小时19800公里的速度进入火星大气层顶部,慢慢降至时速8公里落地,相当于人类慢跑的速度。这种急剧减速必须在不到7分钟内完成。NASA开玩笑形容,这是“恐怖的6分半钟”。

  “洞察号”下降和降落任务(EDL)负责人罗博·格瑞沃尔说,“我们无法操纵着陆,必须依靠预先编入探测器的命令。此前已经花费数年测试这项计划,学习其他火星着陆器的经验。在‘洞察号’进入着陆区埃律西昂平原前我们都需保持警惕。”

  中国航天科工集团二院研究员、国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光介绍,火星与地球各自围绕太阳公转,两者最远距离可达4亿公里,这种情况下通讯是很困难的,而且探测器着陆过程很快,地面发出指令到达火星需要几分钟到十几分钟时间,来不及操控降落,因此着陆的操作必须自动完成。火星大气稀薄,探测器无法单纯依靠减速伞着陆,而要运用防热盾、减速伞、反推火箭等多种措施,过程比较复杂,而每种手段的切换要求紧密衔接,不能出任何差错,这是探测器在火星降落的主要难点。

  杨宇光还提到,“洞察号”的着陆区选择在火星赤道附近的埃律西昂平原,主要取决于两方面考量,一是科学目标,二是工程条件限制。就工程条件来说,首先要求着陆在平坦区域;其次,选择靠近赤道区域,太阳光充足,能通过太阳能板转化为电能,满足探测器的能源需求。另外,火星赤道附近温度最接近地球,避免探测器遭遇过冷或过热的环境。

  释疑2

  “洞察号”能做什么?

  “洞察号”探测器由著名的洛克希德·马丁空间系统公司研发,不同于此前的火星探测任务,它不能像火星车一样四处走动,着陆后只在原地展开科研工作,主要任务是了解火星的内部结构,探究火星地震和火星内核的奥秘。

  尽管“洞察号”重量只有360千克,但展开后体积有6米长、2米宽、1.4米高。它有“三条腿、一条手臂”,还有两块可折叠的圆形太阳能板,机身设计很大程度上继承了2007年发射的“凤凰号”火星探测器。“洞察号”另外搭载了3台主要的科学仪器:地震仪“SEIS”、热流及物理特性探测仪“HP3”、自转和内部结构探测仪“RISE”。

  地震仪“SEIS”肩负监测火星地震及地质活动的任务,为科学家提供多维数据,美媒NBC将此过程形容为对火星进行一次CT扫描。“洞察号”项目负责人菲利普·罗格诺恩说,“130年前有了首次地震记录,约50年前阿波罗计划将一台地震仪放置在月球上。SEIS的数据,将揭示火星形成和演化情况。”

  “HP3”这支特殊的温度计有一个被称为“鼹鼠”的钻头,可帮助探测机器深入火星地表以下5米,测量温度变化和热量来源,这将是迄今在火星上钻得最深的洞。测量数据将用于研究火星内部构造,绘制火星内部热量分布图。

  “RISE”则将检测火星自转中可能存在的晃动,帮助科学家掌握火星核的特征。除三个主要设备外,“洞察号”还携带了两个高清摄像机及环境传感器,摄像机可拍摄视野45度的3D全彩照片和120度广角全景照片。

  释疑3

  研究内核有何意义?

  NASA介绍,火星曾是一颗温暖湿润的岩石质行星,距今40亿年至27亿年间,火星气候环境发生了巨大变化。科学家希望通过“洞察号”对火星内核的探测,揭开火星巨变的原因。NASA总部行星科学部代理主任劳瑞·格雷兹说,我们期待“洞察号”着陆后收集有关火星内部结构的有价值信息,将有助于了解包括地球在内的岩石行星的形成和演变。

  杨宇光说,探测火星对于研究地球有很大意义,两者都是岩石质行星。地球内部活动剧烈,其早期的痕迹被抹灭。而火星“足够小又足够大”,足够大是指它和地球的相似度很高,足够小在于它的地下活动较小,所以是一个很理想的研究对象。

  NASA科学任务理事会的托马斯·泽布臣(Thomas Zurbuchen)说,“登陆火星很难,需要技巧、专注和多年的准备。我们的最终目标是将人类送到月球表面,最终奔向火星。”(记者陈沁涵)