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“洞察”號(hao)火(huo)(huo)星(xing)無(wu)人(ren)著陸探(tan)測器(qi)是(shi)(shi)美國宇航局向火(huo)(huo)星(xing)發(fa)射(she)一顆火(huo)(huo)星(xing)地(di)球物理探(tan)測器(qi)，它的(de)機身設計繼承先前的(de)鳳凰(huang)號(hao)探(tan)測器(qi)，著陸火(huo)(huo)星(xing)之后將在火(huo)(huo)星(xing)表面安裝一個地(di)震儀，并(bing)使用鉆頭在火(huo)(huo)星(xing)上鉆出迄(qi)今最深的(de)孔洞進行火(huo)(huo)星(xing)內(nei)部的(de)熱狀態考察。根據項(xiang)(xiang)目(mu)首席科(ke)(ke)學家布(bu)魯斯·巴(ba)內(nei)特（Bruce Banerdt）的(de)說(shuo)法，這一探(tan)測器(qi)將是(shi)(shi)一個國際(ji)合(he)作(zuo)進行的(de)科(ke)(ke)學項(xiang)(xiang)目(mu)，并(bing)且(qie)幾乎是(shi)(shi)先前大獲成功的(de)鳳凰(huang)號(hao)探(tan)測器(qi)的(de)翻版(ban)。

2018年(nian)5月5日凌晨4時(shi)05分(fen)，搭(da)載“洞察”號(hao)火(huo)(huo)(huo)星(xing)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)的“宇宙神”V－401型(xing)火(huo)(huo)(huo)箭從位于加州中部(bu)的范登(deng)堡(bao)空(kong)軍基地(di)3號(hao)發射臺發射升空(kong)，執(zhi)行(xing)人(ren)(ren)類首個探(tan)究火(huo)(huo)(huo)星(xing)“內(nei)心”的探(tan)測(ce)任(ren)務。11月26日14時(shi)54分(fen)許，“洞察”號(hao)無(wu)人(ren)(ren)探(tan)測(ce)器(qi)(qi)在火(huo)(huo)(huo)星(xing)成功著(zhu)陸，執(zhi)行(xing)人(ren)(ren)類首次探(tan)究火(huo)(huo)(huo)星(xing)“內(nei)心深處”奧(ao)秘的任(ren)務。2022年(nian)6月22日消息，NASA“洞察號(hao)（InSight）”火(huo)(huo)(huo)星(xing)著(zhu)陸器(qi)(qi)團(tuan)隊(dui)改變了計劃，現在該著(zhu)陸器(qi)(qi)的地(di)震儀將(jiang)運行(xing)更長時(shi)間，其也將(jiang)因此(ci)更早(zao)地(di)耗盡電力。

背景信息

洞(dong)察(cha)(cha)號(hao)只是作(zuo)為全部3個參(can)加(jia)競爭美(mei)(mei)國宇航局“發現”計劃經費支持的(de)(de)項目之(zhi)一。“洞(dong)察(cha)(cha)”號(hao)原(yuan)(yuan)計劃2016年3月發射，但由(you)于其搭載的(de)(de)地震測量儀主要(yao)傳感器出現真空密封不嚴問題，發射被迫推遲。美(mei)(mei)航天局之(zhi)前發布的(de)(de)一份聲(sheng)明說，“洞(dong)察(cha)(cha)”號(hao)的(de)(de)預算原(yuan)(yuan)本(ben)為6.75億美(mei)(mei)元，但重新設計地震測量儀加(jia)上任務延(yan)遲，導致項目成(cheng)本(ben)超過9.93億美(mei)(mei)元。

設計原理

巴(ba)內特是(shi)宇航(hang)局噴氣推進實驗室的(de)專(zhuan)家(jia)，他說：“洞察(cha)號(hao)基本(ben)是(shi)白手起家(jia)，但(dan)是(shi)其設計(ji)基本(ben)遵從(cong)了(le)先(xian)前鳳凰號(hao)的(de)藍圖(tu)。”他的(de)小(xiao)組這樣利用已經被證明為可靠的(de)舊有(you)設計(ji)藍圖(tu)將(jiang)省去重新進行設計(ji)的(de)步(bu)驟，從(cong)而(er)大(da)幅(fu)削減項目(mu)成本(ben)。不(bu)過他也(ye)說：“這臺探測(ce)器的(de)機械(xie)臂和鳳凰號(hao)的(de)很像，但(dan)是(shi)并(bing)非完(wan)全相同。”并(bing)且洞察(cha)號(hao)探測(ce)器的(de)著(zhu)陸地點和考察(cha)目(mu)標(biao)也(ye)和鳳凰號(hao)有(you)所不(bu)同。

洞察號將搭(da)載(zai)完全(quan)不同的(de)3種(zhong)科學載(zai)荷，包括兩(liang)臺(tai)由(you)歐洲提供(gong)(gong)的(de)儀(yi)器，專門設計(ji)用于探(tan)(tan)查這顆紅色星(xing)球的(de)核心(xin)深處，從而了(le)解與其形(xing)成(cheng)過程相關的(de)線索。它將探(tan)(tan)測(ce)這里是否存在任(ren)何地震(zhen)現象，火星(xing)地表(biao)下(xia)的(de)地熱流值，火星(xing)內(nei)核的(de)大小，并判斷火星(xing)的(de)內(nei)核究竟處于固態(tai)還(huan)是液態(tai)。巴內(nei)特(te)說：“地震(zhen)儀(yi)設備（即SEIS，全(quan)稱為(wei)‘內(nei)部結構地震(zhen)實驗’）由(you)法(fa)國提供(gong)(gong)，地熱流值探(tan)(tan)測(ce)儀(yi)（HP3，即熱流和(he)物理屬性探(tan)(tan)測(ce)儀(yi)）則(ze)由(you)德國提供(gong)(gong)。”洞察號探(tan)(tan)測(ce)器計(ji)劃中將降落在火星(xing)靠近赤道的(de)溫(wen)暖地帶，從而保證(zheng)它的(de)任(ren)務期(qi)可(ke)以達到兩(liang)年左右。

發射歷程

發射

2018年5月(yue)5日凌晨4時05分，搭(da)載(zai)“洞察(cha)”號火(huo)星(xing)探測(ce)器的“宇宙神”V－401型火(huo)箭從位于(yu)加州(zhou)中部的范登(deng)堡空軍(jun)基地3號發射(she)臺發射(she)升空，執(zhi)行(xing)人類首個探究火(huo)星(xing)“內心(xin)”的探測(ce)任務。

著陸

2018年11月26日，美國國家(jia)航空航天局官(guan)網發布消息(xi)稱，火(huo)星(xing)探測(ce)器“洞察(cha)號(hao)”將于(yu)美國時間11月26日，在火(huo)星(xing)表面著陸。著陸前(qian)，它(ta)將以19800公(gong)里(li)的時速(su)進入火(huo)星(xing)大氣層頂部，并在三條腿落地火(huo)星(xing)表面之(zhi)前(qian)，慢(man)慢(man)降至時速(su)8公(gong)里(li)，相當(dang)于(yu)人類慢(man)跑的速(su)度。這種急遽(ju)減(jian)速(su)必須在不到7分(fen)鐘內完(wan)成。

2018年11月26日(ri)14時(shi)47分(fen)，“洞察”號進入(ru)火星(xing)大氣層，整個進入(ru)、降落(luo)和著陸(lu)的過程在約7分(fen)鐘內完成。

2018年11月26日14時54分(fen)許（北京(jing)時間27日3時54分(fen)許），美(mei)國(guo)航天局的“洞(dong)察”號(hao)無(wu)人(ren)探(tan)測器在火星(xing)成功著(zhu)陸，執行人(ren)類(lei)首次探(tan)究火星(xing)“內心深(shen)處”奧(ao)秘的任(ren)務。隨后，“洞(dong)察”號(hao)通(tong)過與其同行的迷你衛星(xing)于15時許傳回了(le)火星(xing)的第一張照片(pian)。

2019年2月19日(ri)(ri)起(qi)，根據(ju)“洞察(cha)”號無人探(tan)測(ce)器(qi)提(ti)(ti)供的(de)數據(ju)，美國航天(tian)局開始(shi)在網(wang)上發布火星(xing)每日(ri)(ri)天(tian)氣報告(gao)，提(ti)(ti)供火星(xing)氣溫、風速(su)、氣壓等信息。

2019年3月18日，據(ju)美國《科(ke)學》雜志報道，“洞察”號著陸(lu)器(qi)終(zhong)于將其(qi)超靈敏的(de)地(di)震(zhen)儀(yi)(yi)置于火星(xing)(xing)表(biao)面(mian)。該儀(yi)(yi)器(qi)旨在通過探測“火星(xing)(xing)震(zhen)”的(de)轟(hong)鳴聲來(lai)揭示有關火星(xing)(xing)內部的(de)謎團。幾周后(hou)，著陸(lu)器(qi)首次聽(ting)到了火星(xing)(xing)上的(de)微小(xiao)震(zhen)顫。這(zhe)(zhe)種新(xin)發現的(de)噪(zao)聲很可能由來(lai)自大氣(qi)風的(de)低頻壓力波引起，這(zhe)(zhe)些大氣(qi)風在火星(xing)(xing)表(biao)面(mian)呼嘯而過，在火星(xing)(xing)表(biao)面(mian)產生淺(qian)淺(qian)的(de)長周期(qi)波——瑞利波。

主要任務

洞(dong)察”號任務全稱“通過地震調(diao)查、測地學及熱傳導實施(shi)內(nei)(nei)部(bu)探測”，是(shi)首個(ge)研(yan)究火(huo)(huo)星(xing)(xing)內(nei)(nei)部(bu)的(de)探測任務，也(ye)是(shi)美國(guo)火(huo)(huo)星(xing)(xing)無人探測項目的(de)重要(yao)部(bu)分，設計任務時間(jian)為兩年(nian)。科(ke)學家(jia)希望通過“洞(dong)察”號了解火(huo)(huo)星(xing)(xing)內(nei)(nei)核大小、成分和物理狀態、地質構造(zao)，以及火(huo)(huo)星(xing)(xing)內(nei)(nei)部(bu)溫度、地震活動等情況。目的(de)是(shi)想嘗(chang)試(shi)回答一個(ge)科(ke)學界最基本(ben)的(de)問題(ti)：行星(xing)(xing)是(shi)如(ru)何形(xing)成的(de)？

如(ru)果(guo)一切順利，探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)預(yu)計將(jiang)于2018年(nian)11月26日左右在(zai)(zai)火(huo)(huo)星(xing)赤道附近著陸，然后用(yong)機(ji)械臂把地(di)(di)震測(ce)(ce)量儀(yi)(yi)和溫度測(ce)(ce)量裝置永(yong)久安(an)置于火(huo)(huo)星(xing)表面。這將(jiang)是在(zai)(zai)火(huo)(huo)星(xing)上(shang)(shang)前所(suo)未有的(de)行動。洞(dong)察號將(jiang)在(zai)(zai)火(huo)(huo)星(xing)表面的(de)著陸點就(jiu)地(di)(di)完成(cheng)其大部分設定的(de)科學(xue)探(tan)測(ce)(ce)目標。它的(de)機(ji)械臂將(jiang)攜帶兩臺科學(xue)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)直接接觸火(huo)(huo)星(xing)地(di)(di)表展開(kai)考察工作。巴內特說：“機(ji)械臂將(jiang)會把地(di)(di)震儀(yi)(yi)和地(di)(di)熱流探(tan)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)從儀(yi)(yi)器(qi)(qi)平臺上(shang)(shang)取下(xia)，依次擺(bai)放在(zai)(zai)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)旁邊(bian)的(de)地(di)(di)面上(shang)(shang)。機(ji)械臂本身(shen)并不攜帶有鉆(zhan)頭，但是熱流探(tan)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)會自動向下(xia)鉆(zhan)探(tan)，深度可以達到5米(mi)左右。”

設備配置

這一火(huo)星探測器配備兩個(ge)可(ke)折疊的太(tai)陽能板(ban)，展(zhan)開后(hou)著陸器寬約6米。“洞察(cha)”號搭載了三部主要(yao)的科(ke)學儀(yi)器，分別(bie)為地震測量儀(yi)、溫度測量裝(zhuang)置以及“旋轉和內部結構(gou)實驗(yan)儀(yi)”。

可防(fang)風的(de)地(di)震測量(liang)儀(yi)靈(ling)敏度(du)極高，足(zu)以(yi)“感知(zhi)”尺度(du)為(wei)氫原(yuan)子半徑的(de)地(di)面(mian)運動(dong)，記錄“火(huo)星(xing)震”或隕石沖擊所引發的(de)震波(bo)；溫度(du)測量(liang)裝(zhuang)置可通(tong)過(guo)錘擊到達火(huo)星(xing)地(di)下(xia)3米(mi)或更深處，測量(liang)火(huo)星(xing)內(nei)核釋放的(de)熱量(liang)；而“旋(xuan)轉(zhuan)和內(nei)部結構實(shi)驗儀(yi)”可以(yi)通(tong)過(guo)火(huo)星(xing)與地(di)球(qiu)間的(de)無線電傳(chuan)輸，來評(ping)估火(huo)星(xing)繞軸(zhou)旋(xuan)轉(zhuan)產生的(de)擾(rao)動(dong)，用以(yi)提供(gong)火(huo)星(xing)內(nei)核大小的(de)線索。

另外，以卡(ka)通明星(xing)“瓦力”和“伊娃(wa)”名(ming)字(zi)命名(ming)的(de)兩顆“雙胞胎”迷你(ni)衛星(xing)也將與“洞察”號同行，成為首(shou)批進(jin)入行星(xing)際(ji)空間(jian)的(de)立方體衛星(xing)。它(ta)們將在“洞察”號著陸時(shi)，把遠距離遙測結果直接發回地球。這(zhe)兩顆衛星(xing)的(de)成本(ben)約為1850萬美(mei)元。

探(tan)測器攜帶的(de)第(di)三件科學載荷是(shi)RISE，即“自轉和(he)內部結(jie)(jie)構試(shi)驗”探(tan)測設備，這(zhe)是(shi)美(mei)國宇航局噴氣(qi)推進(jin)實(shi)驗室（JPL）提(ti)供的(de)。它將(jiang)利用探(tan)測器的(de)通訊系統精確測量(liang)火(huo)星的(de)自轉并(bing)探(tan)查火(huo)星的(de)內部結(jie)(jie)構和(he)組(zu)成(cheng)成(cheng)分。

在(zai)火(huo)(huo)星上(shang)執行(xing)考察任(ren)務的(de)(de)(de)(de)機(ji)遇號(hao)火(huo)(huo)星車在(zai)執行(xing)一項多普勒無電(dian)線追蹤實(shi)(shi)驗(yan)，這(zhe)(zhe)一實(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)原理(li)和(he)RISE設備的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)非(fei)常相似，只(zhi)是后者的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)精度將(jiang)要更(geng)高(gao)。巴(ba)內特說：“RISE實(shi)(shi)驗(yan)設備的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)將(jiang)和(he)現在(zai)利用(yong)機(ji)遇號(hao)火(huo)(huo)星車進行(xing)的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)非(fei)常相似，但(dan)是洞察號(hao)的(de)(de)(de)(de)設備可(ke)(ke)以(yi)做(zuo)的(de)(de)(de)(de)更(geng)好(hao)。”他(ta)說：“兩(liang)者之間的(de)(de)(de)(de)不同在(zai)于(yu)我們(men)每周將(jiang)會做(zuo)更(geng)多更(geng)頻繁(fan)的(de)(de)(de)(de)追蹤實(shi)(shi)驗(yan)，機(ji)遇號(hao)由于(yu)正值火(huo)(huo)星冬季，因而電(dian)力不足，處于(yu)停駛狀(zhuang)態。相比之下，洞察號(hao)將(jiang)可(ke)(ke)以(yi)連續一整個火(huo)(huo)星年(nian)（約合兩(liang)個地球年(nian)）進行(xing)這(zhe)(zhe)項實(shi)(shi)驗(yan)，而機(ji)遇號(hao)的(de)(de)(de)(de)數據卻可(ke)(ke)能只(zhi)能覆蓋幾個月。”

除此之外(wai)，洞察號還將裝備兩(liang)臺相(xiang)機，并(bing)將進行一(yi)些(xie)天(tian)氣方面的測量工作。

“在(zai)洞察號的機械臂上(shang)安裝了(le)相(xiang)機，在(zai)設備平臺上(shang)也(ye)有(you)。所有(you)這兩臺相(xiang)機的主要目的都是為(wei)了(le)方便監測將(jiang)儀器設備放置(zhi)在(zai)火星表面上(shang)的操作，當然(ran)它們(men)也(ye)能用來拍攝(she)探(tan)測器周圍(wei)的環(huan)境景色，不過這些照(zhao)片都將(jiang)只(zhi)有(you)黑(hei)白兩色的。將(jiang)對氣(qi)壓，溫(wen)度和風速等進行測量，主要是為(wei)了(le)用于(yu)地震儀數據的噪音修正工作，當然(ran)這些數據也(ye)將(jiang)是火星天氣(qi)研究方面有(you)用的材料。

大事記

2021年(nian)12月消息，自(zi)“扎根”火星(xing)以(yi)來，美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航空航天局（NASA）的“洞(dong)察”號火星(xing)探測器(qi)在其著陸點(dian)測量了大(da)約733次地震。

當地時間2022年5月10日，美國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天局（NASA）宣布(bu)，旗(qi)下(xia)的(de)“洞(dong)察號”火(huo)星探測(ce)器(qi)開始(shi)工作以來(lai)檢(jian)測(ce)到火(huo)星發(fa)生的(de)最強震，達到里(li)氏5級。

新華社北京2022年5月18日消(xiao)息，由于動(dong)力(li)不足(zu)，美國火(huo)星探(tan)測(ce)器(qi)“洞(dong)察”號(hao)今(jin)年夏天(tian)或正(zheng)式終(zhong)結任務(wu)。美國國家航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)局(ju)2022年5月17日說，“洞(dong)察”號(hao)太陽能(neng)電(dian)池板將(jiang)完全被火(huo)星上的塵土(tu)覆蓋，使它最終(zhong)無從(cong)獲(huo)得動(dong)力(li)。

當地(di)(di)時(shi)間2022年(nian)9月(yue)19日報(bao)告稱(cheng)，美國宇航局“洞察”號(hao)探測到4顆(ke)隕石撞擊(ji)火星產生(sheng)的(de)(de)地(di)(di)震波和(he)聲波，然后計算(suan)出(chu)它們留下的(de)(de)隕石坑的(de)(de)位置，這是科學家們首(shou)次在地(di)(di)球以外的(de)(de)地(di)(di)方進(jin)行(xing)此類測量。