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「洞察」號到火星啦,26 萬中國人也跟著去免費「游太空」了

原標題:「洞察」號到火星啦,26 萬中國人也跟著去免費「游太空」了


「洞察」號到火星啦,26 萬中國人也跟著去免費「游太空」了


人類對太空的探索從未停止,尤其對 " 近鄰 " 火星,美國太空探索公司 ( SpaceX ) CEO 馬斯克還提出了把人類送上火星的 " 火星計劃 "。雖然移民火星不知何日能實現,但有一位火星探測 " 新兵 ",剛剛把 " 你的名字 " 帶到這顆紅色星球,讓你 " 火星留名 "!



來源:央視視頻截圖

北京時間 27 日凌晨,在飛行了近 7 個月後,美國國家航天局 ( NASA ) 的 " 洞察 ( InSight ) " 號探測器成功登陸火星,它隨身攜帶存有逾 200 萬名太空粉絲姓名的微晶元,其中至少 20 多萬人來自中國。


【26 萬中國人免費 " 游 " 太空】


別看現在 " 洞察 " 號探測器登陸火星風光無限,實際上,它最初的發射並非一帆風順。



2018 年 5 月 5 日,美國航天局從加利福尼亞州中部發射 " 洞察 " 號火星探測器。


它原計劃在 2016 年 3 月發射,但由於攜載的科研儀器出現了密封性問題,發射拖到了 2018 年," 身價 " 也由原本的 6.75 億美元飆升至 9.93 億美元。



美國小學生手持火星 " 登機牌 "。圖片來源:NASA 官網。


這一推遲,倒成全了更多太空愛好者。因為 NASA 老早就發起了 " 徵集姓名上火星 " 的活動,當時有 80 多萬人報名。而在推遲發射的那段時間裡,NASA 再次征名,搭車奔赴火星的粉絲姓名也增加到了 240 萬個。


其中包括 26 萬名來自中國的太空粉絲,他們的名字都存在一張小小的晶元上,由 " 洞察 " 號帶到火星。這些幸運兒也以這種免費的方式實現了 " 太空旅行 " 的夢想。

【量體溫,測脈搏——火星將全面 " 體檢 "】


探測火星的任務聽上去十分深奧,但實際上 " 洞察 " 號只是承擔了類似 " 老中醫 " 的工作,聽一聽火星的心跳,量一量火星的脈搏,測一測火星的溫度。


火星誕生 45 億年來,還是第一次進行這樣詳細的身體檢查。



" 洞察 " 號登陸火星概念圖。


而實施 " 體檢 " 的設備,主要有三台:


-----" 內部結構地震實驗儀 " ( SEIS ) 測 " 脈搏 ",對火星地震和地質活動進行監視。


-----" 熱流和物理學特性探頭 " ( HP3 ) 量 " 體溫 "。這枚 " 體溫計 " 長 46 厘米,將在大約 5 米深的火星土壤深處測量內部熱量等。


-----" 自轉和內部結構實驗儀 " ( RISE ) 測量火星運動。RISE 利用火星與地球之間的無線電傳輸檢測火星自轉的晃動,這種晃動將為研究火星內核的大小提供線索。


NASA 計劃把 SEIS 和 HP3 永遠安置在火星上,屆時會用機械臂將設備從探測器著陸器艙內取出,安在火星表面。整個過程被形容像是 " 抓娃娃 "。


火星遭沙塵暴侵襲前後對比。圖片來源:NASA 官網。


當然,為火星 " 把脈 " 並不是件容易事。想要探聽火星的 " 心聲 "," 洞察 " 號需要承受巨大的晝夜溫差變化。它還要對抗遮天蔽日的沙塵暴,此前沙塵暴曾造成有著 15 年探測經驗的 " 機遇號 " 失聯。


【安靜搞研究的 " 時光機器 "】


自從 1960 年前蘇聯發射 " 火星 1 號 " 探測器,人類已經對火星探索了 58 年,但無論是 " 勇氣號 " 拍攝的照片,還是 " 好奇號 " 採集的樣本,人們對火星的了解始終 " 浮於表面 "," 洞察 " 號將首次探索這顆紅色星球的內部結構。


雖然要深入探究火星,但與它的前輩相比," 洞察 " 號會表現得更為 " 深沉 "。這是因為,為了精確地了解火星內核的大小與構成、火星內部溫度、地震活動等,大部分時候 " 洞察 " 號會 " 原地不動 " 搞研究。



地球與火星的體積對比。圖片來源:NASA 官網。


值得注意的是,在執行探測火星的任務外," 洞察 " 號還承載著 " 時光機器 " 的使命。火星就像是一個 " 化石 " 星球,探測它 " 內心 " 的奧秘有助探索太陽系中類地行星的起源與演化過程,從而推動對地球、金星和水星,甚至月球的研究。


NASA 還表示," 洞察 " 號團隊的研究可能有助於人類搜尋與地球相似的系外行星,縮小可能存在外星生命的行星範圍。

【恐怖 7 分鐘】



這幅圖藝術地展示了地球、火星和月球內部的情況。圖片來源:NASA 官網


NASA 噴氣推進實驗室(JPL)的總工程師羅伯 · 曼寧說:" 儘管我們以前曾讓航天器在火星著陸,但登陸火星很困難,這次也不例外。從進入火星上層大氣到到達火星表面,有數千個步驟,每一步都必須完美無缺,任務才算成功。"


從進入火星大氣層到降落,再到最後的著陸,這個過程被稱為 " 進入、下降、著陸 "(EDL)," 洞察 " 號將在不到 7 分鐘的時間內完成,工程師們稱之為 " 恐怖 7 分鐘 "。


" 洞察 " 號 EDL 負責人羅伯 · 格羅弗說:" 我們無法操縱著陸,所以我們必須仰仗預先編入航天器的命令。我們花了數年時間測試我們的計劃,學習其他火星著陸並深入研究火星條件。"


據 NASA 官網消息,此次 " 洞察 " 號登陸時間表如下(北京時間):3:40 分," 洞察 " 號著陸艙與巡航段(導航儀)分離;3:41 分,著陸艙正確朝向火星大氣層準備進入;3:47 分,著陸艙以時速 1.98 萬公里 / 小時進入大氣層,開始 EDL 階段;3:49 分,保護罩的最高溫度達到 1500 攝氏度;15 秒後,減速,可能導致通訊暫時中斷;3:51 分,降落傘打開;15 秒後,隔熱罩分離;10 秒後,著陸器的三條 " 腿 " 伸出;3:52 分,著陸雷達激活,它將測量與火星表面的距離;3:53 分,獲得第一個雷達信號;20 秒後,著陸艙與外殼和降落傘分離;30 秒後,12 個減速小火箭(下降發動機)開始點火;2.5 秒後,著陸器調整正確的方位準備著陸;22 秒後," 洞察 " 號開始減速,從 27 公里 / 小時減至 8 公里 / 小時,以便溫柔觸地;3:54 分,大功告成,著陸於火星表面;4:01 分," 洞察 " 號上的 X 波段無線電發出的 " 嗶嗶 " 聲直接傳回地球,表明 " 洞察 " 號一切安好且在火星表面正常工作;不早於 4:04 分," 洞察 " 號傳回第一張圖片;不早於 9:35 分,通過 NASA 的 " 火星奧德賽軌道器 "(Mars Odyssey)傳回的信息,證實 " 洞察 " 號的太陽能電池板已經打開。


美國太空網的報道指出,美國官員稱," 洞察 " 號的整個 EDL 過程所需的時間比 " 好奇 " 號更短一點,因為 " 洞察 " 號的下降速度更快;且與較重的 " 好奇 " 號不同," 洞察 " 號不需要空中吊車。



兩顆立方體衛星火星軌道模擬圖。圖片來源:NASA 官網

俗話說," 兒行千里母擔憂 ",前往遙遠火星的 " 洞察 " 號的一舉一動都牽動著工程師們的心。為確定探測器是否安全著陸,工程師們通常需要一顆通訊衛星,在恰當的時間在探測器頭頂掠過,將數據傳回地球。


首次執行此類任務的 " 立方星 "(CubeSat)任務 " 火星立方體 1" 號(MarCO)就充當了 " 小廣播 "。立方星是一種基於標準化小尺寸和模塊、使用現成技術的航天器,其基本單元約是 4 英寸的方塊。MarCO 是六單元的立方星,與一個公文包的大小相當。


MarCO 由兩顆迷你衛星 " 瓦力 "(Wall-E)和 " 伊娃 "(Eva)——迪士尼電影《機器人總動員》中的太空機器人組成,這是立方體衛星技術在深空的首次亮相和測試。從進入巡航階段到點燃助推器,每完成一項任務," 洞察 " 號便將數據傳給 MarCO。



" 洞察 " 號傳回的第一張火星圖。圖片來源:NASA 官網


MarCO 系統工程師安妮 · 瑪麗娜說:" 發送 MarCO 的初衷是證明,立方體衛星能夠探測星際空間,但它們同時也充當了『小廣播』。我們正為 MarCO 的下一次測試做準備,屆時,它將作為一種新型星際通信中繼模式。"


" 洞察 " 號首席研究員項目首席科學家布魯斯 · 巴內特說:" 將『洞察』號從概念變成與火星『親密』接觸的現實,我們花費了十多年時間。"


格拉茲也說:" 『洞察』號在火星安全著陸令人興奮,但著陸之後的表現和收集到的數據更令人期待。它將開始收集有關火星內部結構的有價值信息,這些信息將幫助我們了解包括我們的家園地球在內所有岩石行星的形成和演變歷程。"


【人類離移民火星更近了嗎?】


NASA 曾發表計劃,在本世紀 30 年代讓人類登陸火星。今年 7 月,科學家在火星觀測到液態水湖。電影《火星救援》中 " 上火星種土豆 " 的情節似乎離我們不遠了。

雖然 " 洞察 " 號的壽命並不長,只有一個火星年 ( 兩個地球年 ) 。但兩年後,人類將迎來探測火星的一個小高潮:



NASA 的 2020 火星探測任務登陸地點:傑澤羅隕石坑。圖片來源:NASA 官網。


----- 美國將發射 "2020 火星車 ",尋找古代火星存在生命的跡象;


----- 歐洲空間局計劃發射 ExoMars 漫遊車,研究火星地質學;


----- 中國計劃發射火星探測器 " 螢火二號 ", 包含一個可以移動的火星漫遊車和在軌運行的軌道器;



NASA 舉辦的火星住宅設計比賽的入圍作品圖。圖片來源:視覺中國。


移民火星能否實現?也許,那時,我們會有更明確的答案。


編輯 劉菊

值班主編 張雷


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來源:央視視頻截圖

北京時間 27 日凌晨,在飛行了近 7 個月後,美國國家航天局 ( NASA ) 的 " 洞察 ( InSight ) " 號探測器成功登陸火星,它隨身攜帶存有逾 200 萬名太空粉絲姓名的微晶元,其中至少 20 多萬人來自中國。


【26 萬中國人免費 " 游 " 太空】


別看現在 " 洞察 " 號探測器登陸火星風光無限,實際上,它最初的發射並非一帆風順。



2018 年 5 月 5 日,美國航天局從加利福尼亞州中部發射 " 洞察 " 號火星探測器。


它原計劃在 2016 年 3 月發射,但由於攜載的科研儀器出現了密封性問題,發射拖到了 2018 年," 身價 " 也由原本的 6.75 億美元飆升至 9.93 億美元。



美國小學生手持火星 " 登機牌 "。圖片來源:NASA 官網。


這一推遲,倒成全了更多太空愛好者。因為 NASA 老早就發起了 " 徵集姓名上火星 " 的活動,當時有 80 多萬人報名。而在推遲發射的那段時間裡,NASA 再次征名,搭車奔赴火星的粉絲姓名也增加到了 240 萬個。


其中包括 26 萬名來自中國的太空粉絲,他們的名字都存在一張小小的晶元上,由 " 洞察 " 號帶到火星。這些幸運兒也以這種免費的方式實現了 " 太空旅行 " 的夢想。


【量體溫,測脈搏——火星將全面 " 體檢 "】


探測火星的任務聽上去十分深奧,但實際上 " 洞察 " 號只是承擔了類似 " 老中醫 " 的工作,聽一聽火星的心跳,量一量火星的脈搏,測一測火星的溫度。


火星誕生 45 億年來,還是第一次進行這樣詳細的身體檢查。



" 洞察 " 號登陸火星概念圖。


而實施 " 體檢 " 的設備,主要有三台:


-----" 內部結構地震實驗儀 " ( SEIS ) 測 " 脈搏 ",對火星地震和地質活動進行監視。


-----" 熱流和物理學特性探頭 " ( HP3 ) 量 " 體溫 "。這枚 " 體溫計 " 長 46 厘米,將在大約 5 米深的火星土壤深處測量內部熱量等。


-----" 自轉和內部結構實驗儀 " ( RISE ) 測量火星運動。RISE 利用火星與地球之間的無線電傳輸檢測火星自轉的晃動,這種晃動將為研究火星內核的大小提供線索。


NASA 計劃把 SEIS 和 HP3 永遠安置在火星上,屆時會用機械臂將設備從探測器著陸器艙內取出,安在火星表面。整個過程被形容像是 " 抓娃娃 "。



火星遭沙塵暴侵襲前後對比。圖片來源:NASA 官網。


當然,為火星 " 把脈 " 並不是件容易事。想要探聽火星的 " 心聲 "," 洞察 " 號需要承受巨大的晝夜溫差變化。它還要對抗遮天蔽日的沙塵暴,此前沙塵暴曾造成有著 15 年探測經驗的 " 機遇號 " 失聯。


【安靜搞研究的 " 時光機器 "】


自從 1960 年前蘇聯發射 " 火星 1 號 " 探測器,人類已經對火星探索了 58 年,但無論是 " 勇氣號 " 拍攝的照片,還是 " 好奇號 " 採集的樣本,人們對火星的了解始終 " 浮於表面 "," 洞察 " 號將首次探索這顆紅色星球的內部結構。


雖然要深入探究火星,但與它的前輩相比," 洞察 " 號會表現得更為 " 深沉 "。這是因為,為了精確地了解火星內核的大小與構成、火星內部溫度、地震活動等,大部分時候 " 洞察 " 號會 " 原地不動 " 搞研究。



地球與火星的體積對比。圖片來源:NASA 官網。


值得注意的是,在執行探測火星的任務外," 洞察 " 號還承載著 " 時光機器 " 的使命。火星就像是一個 " 化石 " 星球,探測它 " 內心 " 的奧秘有助探索太陽系中類地行星的起源與演化過程,從而推動對地球、金星和水星,甚至月球的研究。


NASA 還表示," 洞察 " 號團隊的研究可能有助於人類搜尋與地球相似的系外行星,縮小可能存在外星生命的行星範圍。


【恐怖 7 分鐘】



這幅圖藝術地展示了地球、火星和月球內部的情況。圖片來源:NASA 官網


NASA 噴氣推進實驗室(JPL)的總工程師羅伯 · 曼寧說:" 儘管我們以前曾讓航天器在火星著陸,但登陸火星很困難,這次也不例外。從進入火星上層大氣到到達火星表面,有數千個步驟,每一步都必須完美無缺,任務才算成功。"


從進入火星大氣層到降落,再到最後的著陸,這個過程被稱為 " 進入、下降、著陸 "(EDL)," 洞察 " 號將在不到 7 分鐘的時間內完成,工程師們稱之為 " 恐怖 7 分鐘 "。


" 洞察 " 號 EDL 負責人羅伯 · 格羅弗說:" 我們無法操縱著陸,所以我們必須仰仗預先編入航天器的命令。我們花了數年時間測試我們的計劃,學習其他火星著陸並深入研究火星條件。"


據 NASA 官網消息,此次 " 洞察 " 號登陸時間表如下(北京時間):3:40 分," 洞察 " 號著陸艙與巡航段(導航儀)分離;3:41 分,著陸艙正確朝向火星大氣層準備進入;3:47 分,著陸艙以時速 1.98 萬公里 / 小時進入大氣層,開始 EDL 階段;3:49 分,保護罩的最高溫度達到 1500 攝氏度;15 秒後,減速,可能導致通訊暫時中斷;3:51 分,降落傘打開;15 秒後,隔熱罩分離;10 秒後,著陸器的三條 " 腿 " 伸出;3:52 分,著陸雷達激活,它將測量與火星表面的距離;3:53 分,獲得第一個雷達信號;20 秒後,著陸艙與外殼和降落傘分離;30 秒後,12 個減速小火箭(下降發動機)開始點火;2.5 秒後,著陸器調整正確的方位準備著陸;22 秒後," 洞察 " 號開始減速,從 27 公里 / 小時減至 8 公里 / 小時,以便溫柔觸地;3:54 分,大功告成,著陸於火星表面;4:01 分," 洞察 " 號上的 X 波段無線電發出的 " 嗶嗶 " 聲直接傳回地球,表明 " 洞察 " 號一切安好且在火星表面正常工作;不早於 4:04 分," 洞察 " 號傳回第一張圖片;不早於 9:35 分,通過 NASA 的 " 火星奧德賽軌道器 "(Mars Odyssey)傳回的信息,證實 " 洞察 " 號的太陽能電池板已經打開。


美國太空網的報道指出,美國官員稱," 洞察 " 號的整個 EDL 過程所需的時間比 " 好奇 " 號更短一點,因為 " 洞察 " 號的下降速度更快;且與較重的 " 好奇 " 號不同," 洞察 " 號不需要空中吊車。



兩顆立方體衛星火星軌道模擬圖。圖片來源:NASA 官網


俗話說," 兒行千里母擔憂 ",前往遙遠火星的 " 洞察 " 號的一舉一動都牽動著工程師們的心。為確定探測器是否安全著陸,工程師們通常需要一顆通訊衛星,在恰當的時間在探測器頭頂掠過,將數據傳回地球。


首次執行此類任務的 " 立方星 "(CubeSat)任務 " 火星立方體 1" 號(MarCO)就充當了 " 小廣播 "。立方星是一種基於標準化小尺寸和模塊、使用現成技術的航天器,其基本單元約是 4 英寸的方塊。MarCO 是六單元的立方星,與一個公文包的大小相當。


MarCO 由兩顆迷你衛星 " 瓦力 "(Wall-E)和 " 伊娃 "(Eva)——迪士尼電影《機器人總動員》中的太空機器人組成,這是立方體衛星技術在深空的首次亮相和測試。從進入巡航階段到點燃助推器,每完成一項任務," 洞察 " 號便將數據傳給 MarCO。



" 洞察 " 號傳回的第一張火星圖。圖片來源:NASA 官網


MarCO 系統工程師安妮 · 瑪麗娜說:" 發送 MarCO 的初衷是證明,立方體衛星能夠探測星際空間,但它們同時也充當了『小廣播』。我們正為 MarCO 的下一次測試做準備,屆時,它將作為一種新型星際通信中繼模式。"


" 洞察 " 號首席研究員項目首席科學家布魯斯 · 巴內特說:" 將『洞察』號從概念變成與火星『親密』接觸的現實,我們花費了十多年時間。"


格拉茲也說:" 『洞察』號在火星安全著陸令人興奮,但著陸之後的表現和收集到的數據更令人期待。它將開始收集有關火星內部結構的有價值信息,這些信息將幫助我們了解包括我們的家園地球在內所有岩石行星的形成和演變歷程。"


【人類離移民火星更近了嗎?】


NASA 曾發表計劃,在本世紀 30 年代讓人類登陸火星。今年 7 月,科學家在火星觀測到液態水湖。電影《火星救援》中 " 上火星種土豆 " 的情節似乎離我們不遠了。


雖然 " 洞察 " 號的壽命並不長,只有一個火星年 ( 兩個地球年 ) 。但兩年後,人類將迎來探測火星的一個小高潮:



NASA 的 2020 火星探測任務登陸地點:傑澤羅隕石坑。圖片來源:NASA 官網。


----- 美國將發射 "2020 火星車 ",尋找古代火星存在生命的跡象;


----- 歐洲空間局計劃發射 ExoMars 漫遊車,研究火星地質學;


----- 中國計劃發射火星探測器 " 螢火二號 ", 包含一個可以移動的火星漫遊車和在軌運行的軌道器;



NASA 舉辦的火星住宅設計比賽的入圍作品圖。圖片來源:視覺中國。


移民火星能否實現?也許,那時,我們會有更明確的答案。


編輯 劉菊


值班主編 張雷

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