◎文 王婷婷

火星地質(zhì)學家的誕生

“洞察號”火星探測器是美國國家航空航天局（以下簡稱NASA）的一個發(fā)現(xiàn)項目， 整個任務總預算8.3億美元， 雖然經(jīng)費遠遠小于“ 好奇號”“ 卡西尼號”等知名項目，但在此類項目中已屬中上水平。據(jù)稱，“洞察號”是首個針對火星地質(zhì)情況進行勘探的探測器。

此前人類的47次火星探測計劃都是圍繞火星大氣、地磁、重力場、地表、淺層土壤等設計的?！岸床焯枴彪m然是個“ 地質(zhì)學家”，但不能像火星車一樣四處走動，一旦著陸就只能在原地進行“深入”研究。

科學家經(jīng)過長達4年的選址，最終選定了火星北半球極樂世界平原西部的一個區(qū)域，這里地勢平坦利于設備調(diào)平，巖土硬度適于鉆頭鉆探，陽光充足便于帆板充電，而且該地點便于與已有的5個火星勘測軌道飛行器進行通信。

“洞察號”在很大程度上直接繼承了2007年美國發(fā)射的“鳳凰號”火星著陸器的設計。值得一提的是，“洞察號”的著陸器就是“鳳凰號”火星著陸器的備份品，仍采用降落傘結(jié)合助推器反推的方式平穩(wěn)著陸。

“洞察號”原本在2016年3月就有機會奔向火星，但由于當時“洞察號”的關鍵設備出現(xiàn)問題而錯過了發(fā)射窗口 。

“洞察號”的獨門武功

科學家希望“洞察號”收集與火星基本結(jié)構(gòu)有關的信息，比如外殼厚度、幔和核的成分，這將有助于科學家們揭示巖質(zhì)行星的組成及形成方式。

“洞察號”攜帶了火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震儀、熱流及物理特性探測儀、自轉(zhuǎn)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)實驗儀等3臺主要儀器設備進行探測工作?！岸床焯枴敝懞?，科學家將考察其周邊地形的平整情況，用長約2.4米的機械臂把各種設備從著陸器的艙內(nèi)取出，安放于火星表面。

其中，火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震儀主要探測火星地震，能夠?qū)Φ卣鸺暗刭|(zhì)活動進行監(jiān)測。隕石撞擊是唯一可能被其精確定位震源的火星地震，不過通過隕石撞擊這種強度的火星地震能否觀測到火星深部結(jié)構(gòu)還很難說，畢竟在短短兩個地球年的任務期間能觀測到較高強度的隕石撞擊，恐怕真需要一些耐心和運氣。

熱流及物理特性探測儀則可以測量火星內(nèi)部熱量的流動情況，以及熱量對火星地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。該設備配備了一個被稱為“ 鼴鼠”的鉆頭，可以一直鉆到火星地下5米深處，測量火星表面風化層下的溫度、熱傳導率和熱梯度，這也將是迄今為止在火星上鉆出的最深孔洞。

基于此前火星車“前輩們”采集到的火星重力數(shù)據(jù)，科學家們已經(jīng)對火星內(nèi)部各層的溫度和熱流提出了一些模型，“洞察號”的實測數(shù)據(jù)正好可以檢驗這些模型。上述兩臺設備所采集的數(shù)據(jù)將成為火星探測的最后一塊拼圖，幫助科學家們了解火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的演化，繪制火星內(nèi)部的詳細圖景。自轉(zhuǎn)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)實驗儀可以檢測火星自轉(zhuǎn)中可能存在的晃動，這將有助于科學家掌握火星核的特征，以及核與?；ハ嘤绊懙那闆r。

此外，“洞察號”還攜帶了兩個高清攝像機，分別拍攝視野可達45°的3D全彩色照片、120°廣角全景照片，二者都能夠?qū)崿F(xiàn)高清晰度成像，主要完成協(xié)助儀器部署和周邊環(huán)境監(jiān)測的任務。它們在著陸后1小時內(nèi)就能拍攝照片， 并在當天傳回地球。

周邊知識也很豐富

NASA為了吸引全世界航天愛好者對“洞察號”的關注，還組織了一個“ 將你的名字帶上火星”的活動，就是將報名者的名字寫入一個芯片，由“洞察號”攜帶前往火星?；顒咏刂箷r，全球共有320多萬人的名字寫入了芯片，其中來自美國和中國的人名數(shù)量位居前兩位。

對于此次“洞察號”的發(fā)射任務，NASA為保證高可靠性，選用了成本高昂但發(fā)射成功率達100%的“宇宙神5”火箭。與“洞察號”一起發(fā)射升空的還有2顆立方體衛(wèi)星，未展開帆板和天線時，它倆都只有大約一個公文包的大小。在目前已有的火星勘測軌道飛行器無法與“洞察號”通信時，它倆會發(fā)揮巨大作用，為“洞察號”提供幾乎不間斷的通信與導航服務，從而讓NASA快速了解其著陸情況?？梢哉f，“洞察號”一路開著“直播”設備，向地球不斷匯報工作情況。這2顆立方體衛(wèi)星的昵稱為“ 瓦力”和“伊娃”，名字來自2008年上映、曾獲得美國第81屆奧斯卡最佳動畫長片獎的《機器人瓦力》中的兩位機器人主人公。

隨著“洞察號”的發(fā)射，新的火星探測與研究大幕也許將就此拉開。美國還會在2020年發(fā)射新一代“MARS2020 號”火星車，而俄羅斯、歐洲太空局、印度等國家和組織都已開展了多種形式的火星探測，我國也在計劃發(fā)射火星探測器。人類將不斷通過火星探測，更好地理解浩瀚的宇宙，了解地球的過去、現(xiàn)在與未來。