「洞察」號發射，帶著兩顆迷你衛星一起去了火星

當地時間 5 月 5 日 4 時 05 分，美國航空航天局在美國加利福尼亞州范登堡空軍基地用一枚聯合發射聯盟「宇宙神 5 號」火箭，在濃霧中發射了由 NASA 噴氣推進實驗室管理，洛克希德馬丁太空系統公司製造的「洞察」號（Insight）火星探測器。

「洞察」號在濃霧中發射

「洞察」號是一台不能移動的固定式火星登陸器，包含隔熱罩、太空飛行服務艙、降落傘等附件的發射總重 721 千克，降落至火星表面的著陸重 358 千克。「洞察」號帶有三個可伸縮的支腿，太陽能電池板完全展開的工作姿態類似於兩張拼在一起的實心乒乓球桌。

「洞察」號的 Logo 抽象化的表現了這趟飛行的核心任務：行星物理學探測。「洞察」號的 Logo 主體是三個紅色同心圓環，從外到內顏色逐漸變淺，代表火星從外殼到核心的內部結構。Logo 還包含三個白色同心半圓，圓心位於「火星地表」，代表「洞察」號攜帶的行星地震測試儀器 SEIS 發出的地震波。

垂直運輸的火箭整流罩，上面是「洞察」號的任務圖標

這台官方名為「內部結構地震儀」（SEIS）的儀器是「洞察」號主要的科學載荷之一，有法國宇航局主導設計，主要通過監測火星上的地震波，研究尚不清楚的內部火星結構。這台儀器內部被設計成真空環境，製造難度極高。2015 年準備交付時發現真空泄漏，「洞察」號的任務也因此從 2016 年 3 月推遲到 2018 年 5 月。

除此以外，「洞察」號還有一系列的儀器，將研究火星的地熱、自傳軌道進動、來自兩顆衛星的重力信號等科學數據。通過對火星幔層、核心狀態、自轉軌道變化等的研究，可以加深對包括地球在內太陽系固體行星的了解，因為按照目前的理論，太陽系的岩石行星都是同源的 ，都誕生於早期太陽系的熾熱星雲物質中。

製造商洛克希德馬丁的「洞察」號任務經理 Stu Spath 與「洞察」號全尺寸模型

「洞察」號是目前人類送往火星的探測器中，第一個主要研究行星物理學的探測器。過去登陸火星表面的探測器主要進行的是行星地質研究，主要的研究方式是對岩石和土壤進行鑽孔和挖掘。

除此以外，「洞察」號還是第一個將微型衛星應用在行星際探測的科學任務。

這次發射的「宇宙神 5 號」火箭除了在第二級火箭頂端攜帶的「洞察」號探測器之外，在第二級火箭尾部靠近發動機的位置，還設計了一個額外的小型彈射器，在「洞察」號脫離火箭之後，將兩枚微型立方體衛星 Cubesat 發射向火星軌道。

Cubesat 是加州理工州立大學和斯坦福大學在 1999 年開發的衛星標準。這種衛星主要的特點是微型，Cubesat 的最小單位是 10 厘米見方的結構，可以根據任務任意累加。這種衛星大量使用通用電子部件，某些低成本任務也有使用改造過的手機主板的案例。總的來說，這種衛星的目標是廉價但短時間的任務，通常利用大型火箭發射的冗餘空間搭車發射，目前地球軌道上已經有 800 多顆類似的衛星運行。

Mars Cube 任務的首席工程師 Andy Klesh 與 Mars Cube One/Two 全尺寸模型

跟隨「洞察」號前往火星的兩顆微型衛星 Mars Cube One 和 Mars Cube Two 以 Pixar 動畫電影Wall·E（機器人瓦力）中的兩位主角 Wall·E 與 Eva 為名，從軌道上發射之後將自主飛往火星，飛行軌跡與「洞察」號類似，使用冷氣推進發動機調整航線，將在 6 個月後進入火星軌道。

Wall·E 與 Eva 的主要任務是進行中繼通信測試。這兩顆衛星結構相同，大小為 6 個 Cubesat 單位，安裝有特高頻 UHF 天線和兩塊太陽能電池板，主要任務是在火星軌道上為「洞察」號轉發信號：「洞察」號將信號以 8Kb 每秒的速度發送至 Wall·E 與 Eva，兩顆小衛星將以 UHF X 波段信號傳往地球。

要注意的是，Wall·E 與 Eva 並不是「洞察」號的主要任務，「洞察」號上裝有高增益天線，可以將信號直接發回地球。Wall·E 與 Eva 將主要測試微型衛星前往深空過程中的可靠性，同時測試在地球和火星遮擋住「洞察」號與地球的直接通信時，它們的中繼通信效果。簡單的說，Wall·E 和 Eva 是兩顆廉價的火星通信衛星，僅為「洞察」號服務。

工作狀態的「洞察」號/CG 模擬圖

如果一切順利，「洞察」號將在六個月的飛行後，於 2018 年 11 月 26 日進入火星軌道，藉助錐形隔熱罩進行空氣動力減速和超音速降落傘減速之後，降落在火星赤道附近的埃律西昂平原（Elysium）上。這塊區域非常平坦，是火星火山運動造就的熔岩平原，平原上有火星上古時代液態水流動留下的河道遺迹，衛星探測認為地表下可能有遺留的水冰。

「洞察」號預計在火星上運行兩年，兩年後的 2020 年將有一波火星探測的高潮：

ExoMars 漫遊車：歐洲空間局計劃發射，主要研究地質學的移動探測器

火星 2020 漫遊車（暫定名）：NASA 計劃發射，主要研究天體生物學的移動探測器

「螢火」2 號：中國國家航天局計劃發射，包含一個可以移動的火星漫遊車和在軌運行的軌道器

「希望」號：阿拉伯聯合大公國計劃發射，主要進行大氣研究的火星探測衛星

圖片/NASA

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