NASA「洞察號」火星探測器今日啟程

火星，請打起精神來吧：NASA發射了一個5米長的探測器來測量你的體溫啦

這是自2011年發射「好奇號」探測器以來，美國國家宇航局（NASA）首次將一艘宇宙飛船送上火星表面。這真是令人興奮！火星地表探測任務會令人產生無限遐想：每個人都想要大飽眼福——看看探測機器人漫步在其他星球的全景圖像。但是NASA最新的星際使者不會做任何旅行，因為它是一個著陸器，而不是一個漫遊者。雖然它可能會拍下一些夢幻般火星景象的照片，但它的目標並不在於火星表面。

「洞察號」（InSight）——英文全稱意指通過地震探測、測地學和熱傳輸來進行火星內部探索——將是首個深入火星內部的探測任務，這是一項全面的火星物理調查，將幫助科學家們回答關於火星和太陽系其他岩石體的形成、演化和構成的問題。

該著陸探測器計劃於2018年11月26日到達火星。那時，它將在赤道以北的一個廣闊而低洼的平原上著陸，這片平原被稱為埃律西昂平原。該地區著陸對洞察號（一種太陽能的、穴居航天器）而言有兩大好處：最大限度的陽光照射和平滑、可穿透的地形。在這裡，洞察號將利用其雙太陽能電池陣列，部署其硬體，並安頓下來進行為期兩年的工作。

利用長達2.4米的機械臂末端帶有五指的抓鉤，著陸器將從其甲板上（附著在航天器上的一個水平表面）抓取研究儀器，把它們提升到空中，並小心地將它們放置在火星的表面。一個連接在機械臂上的相機和另一個靠近地面的攝像頭將幫助「洞察號」工程師檢查著陸器的周圍環境，並計劃如何部署它的設備。

有效載荷系統工程師法拉赫·阿利拜（Farah Alibay）表示，這一過程將需要數周的時間來準備、計劃和執行，並涉及噴氣推進實驗室（JPL）的現場儀器實驗室——位於加州帕薩迪納市的模擬設施，任務規劃者可以在向火星發送指令之前，練習操縱著陸器。但是，如果「洞察號」科研團隊能夠圓滿成功，這將是機器人手臂首次用來在另一個星球上安裝硬體。

「洞察號」有兩種主要的工具，第一種用於內部結構的火震儀，即SEIS。SEIS是一套高度靈敏的地震檢波器組合，旨在探測由火星內部移動和斷裂而產生的地震波的大小、速度和頻率——即火星地震。

「洞察號」項目經理湯姆·霍夫曼（Tom Hoffman）說：「這和我們所擁有的地球上的地震檢波器性能一樣好。」它可以測量比氫原子直徑還小的地層移動。霍夫曼說：「如果在火星上碰巧有一隻蝴蝶，它輕輕地落在這個地震檢波器上，我們也能探測出來。」除了火星地震，它還能探測到其他的東西，包括液態水、隕石撞擊和活火山的岩漿柱。

SEIS不但靈敏度如此之高，同時還很堅固。有效載荷系統首席工程師喬納森·格林布拉特（Johnathan Grinblat）說：「地球上的地震檢波器需要謹慎處理、小心放置、永不碰觸。」SEIS的火星之旅將會更令人興奮——火箭發射、進入大氣層、下降和著陸。格林布拉特說：「它將會振動並經歷大量的衝擊，所以它必須足夠堅固才行。」

SEIS同時還需要承受溫度的巨大波動。在一個陽光明媚的夏日，火星赤道地區的氣溫可達華氏70度（約21攝氏度），晚上則會驟然跌至零下100華氏度（零下73攝氏度）。為了使其能夠承受這一巨大溫差，「洞察號」的工程師們將SEIS像俄羅斯許願娃娃一樣置於多個保護層中。第一層是真空密封的鈦球體，第二層是絕緣蜂窩結構。第三層是穹頂狀風熱屏蔽，就像高科技的燒烤蓋一樣，將感測器覆蓋起來。

這些系統就位後，「洞察號」將使用它的第二種工具——熱流和物理特性探測器，也被稱為HP3。這個長達18英寸（約46厘米）的探測器實際上是一個巨大的自動駕駛的釘狀物。它將自己鑽入火星地表大約16英尺（約5米）深處——達到這一深度就不會受到火星表面溫度波動的影響。「洞察號」的副首席研究員蘇珊娜·斯姆雷卡爾（Suzanne Smrekar）說：「當科學家研究地球上的溫度流時，他們必須挖得更深。」因為潮濕的土壤在地下深處傳導熱量。相對而言，研究火星溫度其實很簡單。

「洞察號」的結構，包括其中兩個主要工具

探測器鑽入火星地表需要幾周時間。在不斷深入地表的同時，它會周期性地停下來測量周圍的土壤如何有效地傳導熱量。溫度感測器將會沿著細鏈跟蹤探測器，就像鏈子上的測溫珠一樣。溫度讀數和熱導率測量將使「洞察號」科學家們得知，從火星內部產生了多少熱量，而這種熱量，或者說缺乏熱量，將有助於研究人員了解火星的構成，進而與地球的構成進行比較。

但是，在「洞察號」得以測量火星的溫度及其內部地震之前，它首先必須發射出去，勇敢地面對星際空間及陸地的荒野。感到激動人心嗎？毫無疑問是這樣的。但同時，阿利拜表示：「關於去火星的一切都很可怕，我們用來發射「洞察號」的火箭是一枚幾乎不受控制的炸彈。它需要經歷6個月的真空，還要遭受太陽能電動高能粒子轟擊。「洞察號」要去一顆必須瞄準的星球，因為如果錯過了它，就無法回頭了，而且它必須著陸！即使在火星表面著陸，進行部署，任何事情都無法確保不會出錯。」

阿利拜並非悲觀主義者。作為一個工程師，她認為，預見到失敗和誤算，是自己工作的一部分。另外，她其實也很清楚，目前只有不到一半的火星任務取得成功。她說：「不是因為我們不知道自己在做什麼，而是因為這真的很難。」

然而再難也無法阻止NASA的嘗試。畢竟，人類選擇探索太空，並非因為它輕而易舉，而是因為它困難重重。（美國前總統約翰·肯尼迪為登月計劃發表的演講中的名句）

資料來源：

https://www.wired.com/story/nasas-insight-lander-will-probe-mars-measure-its-quakes/

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