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“洞察(cha)”號火星(xing)無(wu)人著(zhu)陸(lu)探(tan)測(ce)器(qi)是美國(guo)宇航局向火星(xing)發射(she)一顆(ke)火星(xing)地球物理探(tan)測(ce)器(qi)，它的機身設計繼承先(xian)前(qian)的鳳(feng)凰號探(tan)測(ce)器(qi)，著(zhu)陸(lu)火星(xing)之后將在火星(xing)表面安(an)裝一個(ge)地震儀，并使用鉆頭(tou)在火星(xing)上鉆出迄(qi)今最深的孔(kong)洞進行火星(xing)內部的熱狀態考察(cha)。根(gen)據(ju)項目首席科(ke)學家布魯斯·巴內特（Bruce Banerdt）的說法，這一探(tan)測(ce)器(qi)將是一個(ge)國(guo)際合作進行的科(ke)學項目，并且幾乎是先(xian)前(qian)大獲成功的鳳(feng)凰號探(tan)測(ce)器(qi)的翻(fan)版。

2018年5月5日(ri)凌晨4時05分(fen)，搭載“洞(dong)察”號(hao)(hao)火(huo)(huo)星(xing)探(tan)測器的“宇宙(zhou)神”V－401型(xing)火(huo)(huo)箭(jian)從(cong)位于加州中部(bu)的范登堡空軍(jun)基地(di)(di)3號(hao)(hao)發射臺發射升空，執(zhi)行人類首個(ge)探(tan)究(jiu)火(huo)(huo)星(xing)“內(nei)心”的探(tan)測任務(wu)。11月26日(ri)14時54分(fen)許，“洞(dong)察”號(hao)(hao)無人探(tan)測器在火(huo)(huo)星(xing)成(cheng)功著(zhu)(zhu)陸，執(zhi)行人類首次探(tan)究(jiu)火(huo)(huo)星(xing)“內(nei)心深處”奧秘的任務(wu)。2022年6月22日(ri)消(xiao)息，NASA“洞(dong)察號(hao)(hao)（InSight）”火(huo)(huo)星(xing)著(zhu)(zhu)陸器團隊改變(bian)了計劃，現在該著(zhu)(zhu)陸器的地(di)(di)震(zhen)儀將運行更長時間，其也將因此(ci)更早地(di)(di)耗盡電力。

背景信息

洞(dong)察號(hao)(hao)只是作為全(quan)部3個參加(jia)競爭美(mei)(mei)國(guo)宇(yu)航局(ju)“發現(xian)”計劃經費支(zhi)持的項(xiang)目之(zhi)一。“洞(dong)察”號(hao)(hao)原(yuan)計劃2016年3月發射，但由(you)于其搭載的地震測(ce)量儀主要傳感器出現(xian)真空(kong)密封不嚴問(wen)題，發射被迫(po)推遲。美(mei)(mei)航天局(ju)之(zhi)前發布的一份(fen)聲(sheng)明說，“洞(dong)察”號(hao)(hao)的預(yu)算原(yuan)本為6.75億美(mei)(mei)元(yuan)，但重新設計地震測(ce)量儀加(jia)上任務(wu)延遲，導致項(xiang)目成(cheng)本超過9.93億美(mei)(mei)元(yuan)。

設計原理

巴內特是(shi)(shi)宇航局噴(pen)氣推進(jin)實驗室的(de)(de)專家(jia)，他說：“洞(dong)(dong)察號基本是(shi)(shi)白手起家(jia)，但是(shi)(shi)其(qi)設(she)計基本遵從(cong)了先前鳳(feng)凰號的(de)(de)藍圖。”他的(de)(de)小組這樣利(li)用已(yi)經被證明為可靠的(de)(de)舊(jiu)有(you)設(she)計藍圖將(jiang)省去(qu)重新進(jin)行設(she)計的(de)(de)步驟，從(cong)而(er)大幅削減項目成(cheng)本。不過(guo)他也說：“這臺(tai)探測器的(de)(de)機械臂和鳳(feng)凰號的(de)(de)很像，但是(shi)(shi)并(bing)非完全相同。”并(bing)且洞(dong)(dong)察號探測器的(de)(de)著陸地(di)點(dian)和考察目標也和鳳(feng)凰號有(you)所不同。

洞察(cha)號將(jiang)搭(da)載完(wan)全不(bu)同的(de)3種科(ke)學載荷，包(bao)括兩(liang)臺由(you)歐(ou)洲(zhou)提供的(de)儀器，專(zhuan)門設計(ji)用于探(tan)(tan)(tan)查這(zhe)顆紅色星(xing)球的(de)核(he)(he)心深(shen)處(chu)，從(cong)而(er)了解與其形成過程相關的(de)線索(suo)。它將(jiang)探(tan)(tan)(tan)測這(zhe)里是(shi)否存(cun)在(zai)任何地(di)震(zhen)現象，火(huo)星(xing)地(di)表下的(de)地(di)熱流(liu)值，火(huo)星(xing)內核(he)(he)的(de)大小，并(bing)判斷火(huo)星(xing)的(de)內核(he)(he)究竟處(chu)于固態(tai)還是(shi)液態(tai)。巴(ba)內特說(shuo)：“地(di)震(zhen)儀設備（即SEIS，全稱為‘內部結(jie)構地(di)震(zhen)實驗(yan)’）由(you)法國提供，地(di)熱流(liu)值探(tan)(tan)(tan)測儀（HP3，即熱流(liu)和(he)物理屬性探(tan)(tan)(tan)測儀）則由(you)德國提供。”洞察(cha)號探(tan)(tan)(tan)測器計(ji)劃中將(jiang)降落在(zai)火(huo)星(xing)靠近赤道(dao)的(de)溫暖地(di)帶，從(cong)而(er)保證它的(de)任務(wu)期可以達到(dao)兩(liang)年左(zuo)右。

發射歷程

發射

2018年5月(yue)5日凌晨4時(shi)05分，搭載“洞(dong)察(cha)”號(hao)火(huo)星探測器的(de)“宇宙神”V－401型火(huo)箭(jian)從位于加(jia)州中部的(de)范登(deng)堡(bao)空軍基地3號(hao)發(fa)射臺(tai)發(fa)射升空，執行人類首個探究火(huo)星“內心”的(de)探測任務。

著陸

2018年11月26日，美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航(hang)空航(hang)天(tian)局官(guan)網發布消息稱，火(huo)星(xing)(xing)探測器(qi)“洞(dong)察號”將(jiang)于美國(guo)(guo)時(shi)間11月26日，在(zai)火(huo)星(xing)(xing)表(biao)面著(zhu)陸。著(zhu)陸前，它將(jiang)以19800公里(li)的時(shi)速(su)(su)進(jin)入火(huo)星(xing)(xing)大(da)氣層頂部，并在(zai)三(san)條(tiao)腿落地火(huo)星(xing)(xing)表(biao)面之前，慢慢降至時(shi)速(su)(su)8公里(li)，相當(dang)于人類慢跑的速(su)(su)度。這種急遽減速(su)(su)必須在(zai)不(bu)到(dao)7分鐘(zhong)內完成(cheng)。

2018年11月26日14時47分，“洞(dong)察”號進入火星大氣層，整個進入、降落和著陸(lu)的過程在約7分鐘內(nei)完成(cheng)。

2018年11月26日(ri)14時(shi)54分(fen)許（北京時(shi)間27日(ri)3時(shi)54分(fen)許），美國航天局的“洞察(cha)”號無人(ren)探測器在火(huo)星成功(gong)著(zhu)陸(lu)，執行人(ren)類首次探究(jiu)火(huo)星“內心深處”奧秘的任務。隨后，“洞察(cha)”號通過與其同行的迷(mi)你衛星于15時(shi)許傳回了(le)火(huo)星的第一張照(zhao)片。

2019年2月19日起，根據“洞(dong)察”號(hao)無人探(tan)測器提供的數據，美國(guo)航天局開始在網上發布火(huo)星每日天氣(qi)報告，提供火(huo)星氣(qi)溫、風速、氣(qi)壓等信息。

2019年3月18日，據美(mei)國《科學》雜(za)志報道(dao)，“洞察(cha)”號著陸器(qi)終于將其超靈敏的(de)地震儀置(zhi)于火(huo)(huo)(huo)星表(biao)(biao)面(mian)。該(gai)儀器(qi)旨在通過(guo)探測(ce)“火(huo)(huo)(huo)星震”的(de)轟鳴聲來揭示有關火(huo)(huo)(huo)星內(nei)部的(de)謎團。幾周后，著陸器(qi)首次聽到了火(huo)(huo)(huo)星上(shang)的(de)微小(xiao)震顫。這種(zhong)新發現(xian)的(de)噪聲很(hen)可(ke)能由來自大(da)氣風(feng)的(de)低頻壓力波(bo)(bo)引起，這些大(da)氣風(feng)在火(huo)(huo)(huo)星表(biao)(biao)面(mian)呼嘯而過(guo)，在火(huo)(huo)(huo)星表(biao)(biao)面(mian)產(chan)生淺淺的(de)長周期波(bo)(bo)——瑞利波(bo)(bo)。

主要任務

洞察”號(hao)任(ren)務全稱“通過地震調查(cha)、測地學及(ji)熱傳導實(shi)施內部(bu)探(tan)(tan)測”，是(shi)首個(ge)(ge)研究(jiu)火星內部(bu)的(de)探(tan)(tan)測任(ren)務，也是(shi)美(mei)國火星無人(ren)探(tan)(tan)測項目的(de)重要部(bu)分(fen)，設計任(ren)務時間為兩年(nian)。科學家希望(wang)通過“洞察”號(hao)了解火星內核大小(xiao)、成(cheng)(cheng)分(fen)和物理狀態、地質(zhi)構造，以及(ji)火星內部(bu)溫度、地震活動(dong)等情(qing)況。目的(de)是(shi)想嘗試回答一個(ge)(ge)科學界(jie)最基本的(de)問題：行星是(shi)如何形成(cheng)(cheng)的(de)？

如果一切順(shun)利，探(tan)(tan)測(ce)器(qi)預(yu)計(ji)將(jiang)于(yu)2018年11月26日左右(you)在(zai)火(huo)(huo)(huo)星(xing)赤道附(fu)近(jin)著(zhu)(zhu)陸(lu)，然后用(yong)機(ji)械臂(bei)把地震測(ce)量儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)和溫(wen)度測(ce)量裝置(zhi)永(yong)久安置(zhi)于(yu)火(huo)(huo)(huo)星(xing)表面(mian)。這(zhe)將(jiang)是在(zai)火(huo)(huo)(huo)星(xing)上(shang)前所未有的行動。洞察號將(jiang)在(zai)火(huo)(huo)(huo)星(xing)表面(mian)的著(zhu)(zhu)陸(lu)點就地完成(cheng)其(qi)大部分設定的科(ke)學探(tan)(tan)測(ce)目(mu)標。它的機(ji)械臂(bei)將(jiang)攜帶(dai)兩(liang)臺科(ke)學儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)直接(jie)接(jie)觸火(huo)(huo)(huo)星(xing)地表展開考察工作。巴內(nei)特說：“機(ji)械臂(bei)將(jiang)會把地震儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)和地熱流(liu)探(tan)(tan)測(ce)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)從(cong)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)器(qi)平臺上(shang)取下，依(yi)次(ci)擺放在(zai)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)旁(pang)邊的地面(mian)上(shang)。機(ji)械臂(bei)本身并(bing)不攜帶(dai)有鉆(zhan)頭，但是熱流(liu)探(tan)(tan)測(ce)儀(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)會自動向下鉆(zhan)探(tan)(tan)，深度可以達到(dao)5米(mi)左右(you)。”

設備配置

這一火星探測(ce)器配備(bei)兩(liang)個可(ke)折疊的太陽能板(ban)，展開后著(zhu)陸器寬約(yue)6米。“洞察”號(hao)搭載了(le)三部主要的科學(xue)儀(yi)器，分別(bie)為地震測(ce)量(liang)儀(yi)、溫度(du)測(ce)量(liang)裝置以(yi)及“旋轉(zhuan)和內部結(jie)構實驗儀(yi)”。

可防風的(de)地(di)震測(ce)量儀靈敏度(du)極(ji)高(gao)，足以“感知”尺度(du)為氫原子半徑的(de)地(di)面運(yun)動，記錄(lu)“火(huo)星(xing)(xing)震”或(huo)(huo)隕石沖擊(ji)所引發的(de)震波；溫度(du)測(ce)量裝置可通過錘擊(ji)到達火(huo)星(xing)(xing)地(di)下3米或(huo)(huo)更深處，測(ce)量火(huo)星(xing)(xing)內(nei)核釋放的(de)熱量；而“旋(xuan)轉(zhuan)和內(nei)部結構實驗儀”可以通過火(huo)星(xing)(xing)與地(di)球間(jian)的(de)無線(xian)電傳輸，來評估火(huo)星(xing)(xing)繞(rao)軸旋(xuan)轉(zhuan)產生的(de)擾動，用以提(ti)供火(huo)星(xing)(xing)內(nei)核大小(xiao)的(de)線(xian)索。

另外(wai)，以卡通明(ming)星“瓦力”和(he)“伊娃”名字命(ming)名的兩顆(ke)“雙胞胎”迷你衛星也將與“洞察”號(hao)同行，成(cheng)為首批(pi)進入行星際空間的立方(fang)體衛星。它們將在(zai)“洞察”號(hao)著陸時，把(ba)遠距(ju)離遙(yao)測結(jie)果直接(jie)發回(hui)地球。這兩顆(ke)衛星的成(cheng)本約為1850萬美元。

探(tan)測(ce)器攜(xie)帶的(de)第三件(jian)科學載荷是(shi)RISE，即“自轉和內部(bu)結構試驗(yan)”探(tan)測(ce)設備，這(zhe)是(shi)美國宇航局噴氣推(tui)進(jin)實驗(yan)室（JPL）提供的(de)。它將利用探(tan)測(ce)器的(de)通(tong)訊系(xi)統精確(que)測(ce)量火(huo)星的(de)自轉并探(tan)查火(huo)星的(de)內部(bu)結構和組(zu)成成分(fen)。

在火(huo)星(xing)上(shang)執行考察任務的(de)機(ji)遇(yu)(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)火(huo)星(xing)車在執行一項多普勒無電線追蹤實(shi)(shi)驗(yan)(yan)，這一實(shi)(shi)驗(yan)(yan)的(de)原理和RISE設(she)備的(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)非常相(xiang)似，只(zhi)是后者的(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)精度將要更高。巴內(nei)特說(shuo)：“RISE實(shi)(shi)驗(yan)(yan)設(she)備的(de)工作將和現在利用機(ji)遇(yu)(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)火(huo)星(xing)車進行的(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)非常相(xiang)似，但(dan)是洞(dong)察號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)設(she)備可以(yi)做(zuo)(zuo)的(de)更好。”他(ta)說(shuo)：“兩(liang)者之間的(de)不(bu)同在于(yu)我們每周(zhou)將會做(zuo)(zuo)更多更頻繁的(de)追蹤實(shi)(shi)驗(yan)(yan)，機(ji)遇(yu)(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)由于(yu)正值火(huo)星(xing)冬季，因而電力不(bu)足(zu)，處于(yu)停駛狀態。相(xiang)比之下，洞(dong)察號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)將可以(yi)連續一整個火(huo)星(xing)年（約合兩(liang)個地球年）進行這項實(shi)(shi)驗(yan)(yan)，而機(ji)遇(yu)(yu)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)數據卻可能(neng)只(zhi)能(neng)覆蓋幾個月。”

除此之外，洞察號(hao)還將(jiang)(jiang)裝備兩臺相(xiang)機，并將(jiang)(jiang)進(jin)行一些天(tian)氣方面(mian)的測量(liang)工(gong)作。

“在(zai)(zai)洞察號的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)械臂上(shang)(shang)安裝了相機(ji)(ji)，在(zai)(zai)設備(bei)平(ping)臺上(shang)(shang)也(ye)有(you)。所(suo)有(you)這(zhe)兩臺相機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)目的(de)(de)(de)(de)都是(shi)為了方(fang)便監測將(jiang)(jiang)(jiang)儀(yi)(yi)器設備(bei)放置在(zai)(zai)火(huo)星表面上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)，當(dang)然(ran)它們也(ye)能(neng)用來拍攝探測器周圍的(de)(de)(de)(de)環境景(jing)色(se)(se)，不過這(zhe)些(xie)(xie)照片都將(jiang)(jiang)(jiang)只有(you)黑白(bai)兩色(se)(se)的(de)(de)(de)(de)。將(jiang)(jiang)(jiang)對氣壓(ya)，溫度和風速等進行測量，主要(yao)是(shi)為了用于地震儀(yi)(yi)數據(ju)的(de)(de)(de)(de)噪音修正工作(zuo)，當(dang)然(ran)這(zhe)些(xie)(xie)數據(ju)也(ye)將(jiang)(jiang)(jiang)是(shi)火(huo)星天氣研究(jiu)方(fang)面有(you)用的(de)(de)(de)(de)材料。

大事記

2021年(nian)12月消息，自“扎根”火星以來，美國國家(jia)航空航天局（NASA）的“洞察”號火星探測器(qi)在其著陸點測量了大約733次地震。

當地(di)時間2022年5月10日，美(mei)國國家航空航天(tian)局（NASA）宣布，旗下(xia)的“洞察號”火(huo)星探測(ce)器開始工作以來檢測(ce)到(dao)火(huo)星發生的最強(qiang)震，達到(dao)里氏5級。

新華(hua)社北京2022年5月18日消(xiao)息，由于動(dong)力(li)不足，美(mei)(mei)國(guo)火星探測器“洞察(cha)”號(hao)今年夏天(tian)或正式終(zhong)結任務。美(mei)(mei)國(guo)國(guo)家航空航天(tian)局(ju)2022年5月17日說，“洞察(cha)”號(hao)太陽(yang)能電池板將完全被火星上(shang)的塵(chen)土覆蓋，使它最(zui)終(zhong)無從(cong)獲得動(dong)力(li)。

當地時間2022年9月(yue)19日(ri)報(bao)告稱(cheng)，美國宇航局“洞察”號探(tan)測到4顆隕(yun)石(shi)撞擊火星(xing)產生(sheng)的地震(zhen)波(bo)和聲波(bo)，然(ran)后計算出(chu)它們留下(xia)的隕(yun)石(shi)坑的位(wei)置，這是科(ke)學家們首次(ci)在(zai)地球以外的地方進(jin)行此類測量。