洞察号——它现在在做些什么?

2018年12月07日 美国驻华大使馆


洞察号(InSight Lander)成功降落火星已经整整一个星期了。它现在还好吗?正在做什么?人们对它的期望能够一一兑现吗?宇航局的团队早就告诉我们,洞察号和它活泼好动的姐妹好奇号(Curiosity)不但长得完全不一样,而且派给它的活儿也大不相同,一个是到处晃悠,到哪儿都要捞一把尝个新鲜,而这个妹妹却不得不坚守岗位,要把脚底下都有哪些秘密探个明白。所以人们一定要耐着性子,等着这位稳重端庄的大家闺秀一步步展露芳容。

让我们先来看看洞察号火星登陆的当天,凑热闹的我们没有注意到的一个细节:洞察号是一个庞然大物,重量360公斤,不算太阳能电池板直径有1.56公尺,尺寸跟一辆微型轿车差不多。其实在它7个月的旅途当中,一直有两个小伙伴跟着,直到洞察号在火星降落,才算摆脱了它们的“纠缠”,那就是一对手提箱大小的深空探测器MarCO-A和MarCO-B。宇航局帕萨迪纳喷气实验室的科学家们送给它们的昵称是瓦力(Wall-E)和伊芙(Eve),即“机器人总动员”里的两个主角。它们与洞察号一起发射升空,在洞察号降落火星的关键7分钟,它们将洞察号的超高频信号转换成X-波段信号转发给地面控制中心,在洞察号能够自主工作之前确认它的降落成功。如果降落失败,它还可以充当类似飞机的“黑盒子”,留存事故记录以便改进降落技术。

MarCO在掠过火星的时候还拍摄了照片,这些穿透火星大气发回地面的照片,使得科学家可以对火星的大气层有更深入的了解。它们因为携带的燃料不多,所以不能进入火星轨道,将继续围绕太阳飞行,为今后深空探测甚至飞往其他恒星系的任务打下基础。

在洞察号之前,人们已经对火星进行了54次探索,其中一半都以失败告终。美国从1964年开始26次进军火星,成功了20次。这次与众不同之处的是,之前考察的重点在于火星大气和表层构造和成分,而洞察号将部署几台精密仪器,对火星的内部进行考察,了解其内核和壳层结构,从而增加人们对类地行星生成历史的了解。

洞察号计划对火星进行为期至少一个火星年(大约23个地球月)的考察。因为它降落后不能移位,所以选择降落合适的地点非常重要,最好是没有许多散落岩石的地方。这次的着陆点叫做Elysium 平原,意译为中文就是极乐世界,原来我们就知道,那里的表面应该有较厚的火山散落物。现在通过防尘罩还没有取下来的主摄像头,我们已经确认那里的地形地貌符合预期。

洞察号将先对自身进行全面的检查,对新家周围环境诸如气候和表面温度进行监测,这将要花费大约三个星期。经过实测,我们知道洞察号的倾斜度大约为5度,设计最大允许倾角则为12度。安装在平台和机械臂上的相机正在将三维图像传回地球,由科学家们进行分析,然后决定部署探测仪器的位置。在部署仪器之前,还要对机械臂进行演练,以防出现任何未知状况。要知道,在火星进行的任何操作,其结果传回地球都要花费十几分钟,一旦出错,其后果往往是灾难性的。

只有这些都验证可靠,大约在降落之后的5至6个星期,洞察号才会开始放置它的探测仪器,其中最重要的是火星(地)震实验仪和热传感探测器。其中热传感器将在震动仪之后一个星期安放,它就像一个自锤钉,每个4小时的周期内,向下钻进50公分,一方面探测热传导的快慢,另一方面震动仪将接收反射波,科学家们就可以研究火星内部的结构。这个过程将持续40天,最终热传导探测器的钻孔将深达1.5公尺,比以往任何火星探测器的钻孔都要深。

到这里为止,洞察号这几天好像没有什么动静的原因就清楚了。让我们驻足以待,在两个小伙伴离它而去之后,地球上还有数不清的人们在关注洞察号的一举一动呢。

深空探测器MarCO-A和MarCO-B在洞察号降落过程中向地面控制中心转发至为关键的无线电信号(美国宇航局图片)
洞察号的仪器部署相机拍摄的照片(美国宇航局/加州理工大学喷气动力实验室)
洞察号将在数周后用它的仪器安置臂将数台仪器放于火星表面,开展重要的实验项目(美国宇航局图片)


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