「洞察號」火星探測器成功發射，人類首次探秘火星內部奧秘

05-20

來自專欄 DeepTech深科技

5 月 5 日，在加州的范登堡空軍基地，NASA 耗資 10 億美元的項目——火星探測器「洞察號」（InSight）搭乘宇宙神-5 型運載火箭成功發射。

在發射的前兩個小時，所有測試全部合格，不存在嚴重的技術問題。雖然發射基地濃霧瀰漫，但這都沒有影響最終的發射。

洞察號預計在 11 月 26 日在火星赤道附近的埃律西昂平原（Elysium Planitia）著陸。該探測器的設計是基於鳳凰號（十幾年前的火星探測器），在其基礎上加厚防熱罩和強化降落裝置，以此來提高洞察號的飛行運動速度，並且適應更高海拔的埃律西昂平原。

「洞察號主要探測火星內部結構，包括地殼、地幔和地核的大小和組成，任務是測量獲得火星內部的基本參數。」在 5 月 3 日的簡報會上，噴氣推進實驗室（JPL）的首席研究員 Bruce Banerdt 說道。

Banerdt 表示：研究火星內部的參數信息，可以用於更好地理解包括地球在內的其他類地行星的形成機理。「火星的結構揭示了星球物質形成、結構聚集的整個過程。通過參數建立行星模型，再外推到地球上，有助於研究地球的形成演化歷史。」這才是這項任務背後的科學意義。

圖丨洞察號

洞察號有兩種關鍵的科學儀器：一個是法國航天局（CNES）提供的內部結構探測地震儀 (SEIS)，它可以探測火星地震和流星撞擊等地質歷史事件。

Banerdt 說：「這是洞察號的核心任務，地震儀可以幫助我們深入了解星球內部。」

然而，SEIS 地震儀的研發也不是一帆風順。該儀器在真空密封環境下才能精確檢測地震活動。其真空室泄漏，未能通過密封測試，導致原定的 2016 年 3 月的發射計劃推遲。2015 年 12 月，NASA 宣布將發射時間推遲到 2018 年。

NASA 派專人監督 SEIS 儀器的修復過程。Banerdt 在回憶修復 SEIS 攻堅戰時談道：「他們在整個修復進程中認真負責，確保修改的 SEIS 達到密封標準。」

洞察號的第二種儀器是由德國航天局（DLR）提供的熱流和物理性能探測器。這台儀器能夠像「鼴鼠打洞」一樣在地面上鑽出大約 5 米的深坑，測量火星內部的熱流數據。

除了這兩種儀器外，第三種儀器稱為「自轉和內部結構測量儀」（Rotation and Interior Structure Experiment），其可以利用宇宙飛船的通訊系統對火星自轉進行精確的測量。

洞察號還攜帶一個輔助載荷感測器來測量磁場和其他環境，有助於對 SEIS 數據的精確分析，同時還可以用於其他研究。例如，安裝在著陸器甲板上的激光反光鏡可以用來精準定位。

當然，因為這兩種科學儀器是由歐洲機構提供的，大約三分之二的研究團隊不是美國人。這引起美國科學家的不滿：他們覺得自己被 NASA 排除在外了。

Banerdt 說：「洞察號項目讓不同國籍的科學家共同參與科學研究，而不是用儀器來區分科研任務。我當然希望加強美國在科研團隊中的代表地位。」

NASA 在洞察號項目上花費了 6.504 億美元，同時 Atlas-5 運載火箭的發射費用是 1.634 億美元。CNES 和 DLR 的儀器費用大約是 1.8 億美元，任務總費用為 9.938 億美元。

圖丨MarCO衛星

NASA 還花費了 1850 萬美元，建造兩個 cubesats 微型衛星，被稱為「火衛一號」(MarCO)，在發射時作為次級載荷。MarCO 是 NASA 的第一次星際微型航天器試驗。

在洞察號升空後不久，這兩個六相探測微型衛星即 MarCO，昵稱是「瓦力」(Wall-E) 和「伊娃」(Eve)（靈感來源於《機器人總動員》），就會從半人馬座火箭中彈出。衛星上安裝了超高頻和 x 波段的天線，可以在洞察號著陸火星時進行遙測。另外，該航天器還將測試一個推進器系統，其推進劑是滅火器常用的壓縮氣體 R236FA。