美國宇航局的“洞察力”著陸器設計用來深入探索紅色星球,尋找火星脈動、有關火星核心的秘密等等。這不是第一次登陸火星,但是它將是第一次深入探索科學答案。
但有一些細節可能會讓你吃驚。以下是美國宇航局“洞察火星著陸器”的10件意想不到的事實:
這是第一次計劃窺視火星內部
我們對火星的了解大多是膚淺的,美國宇航局的“好奇號”和“機遇號”探測器從地面拍攝周圍環境的照片;“好奇號”收集樣本以進一步分析。好奇心也可以鉆孔,但它只能在火星表層土壤上鉆孔。與此同時,這顆紅色星球正受到上面的航天器的不斷檢查,軌道飛行器正在對其表面或大氣層進行高分辨率拍攝。
“洞察力”的目標不是漫游,而是保持靜止,因此,它可以仔細測量火星內部的屬性,這包括地震活動(來自火星風暴和隕石撞擊),溫度(通過熱流實驗)和它的核心的大小和形狀(通過分析地球繞太陽運行的擺動)。
開普勒太空望遠鏡告訴我們,陸地行星(如地球或稍大的“超級地球”)在宇宙中很常見。很難從很遠的地方研究這些行星,所以觀察火星有助于我們預測它們的組成和大氣。
開普勒太空望遠鏡
即使在我們自己的太陽系中,觀察地球行星也能幫助我們理解為什么它們都變得如此不同。例如,為什么地球上有那么多水,而火星上的水卻消失了?
美國宇航局在一份聲明中說:通過將地球內部與火星內部進行比較,“洞察力號”的研究小組希望能夠更好地了解我們的太陽系。他們學到的東西甚至可能幫助尋找類地系外行星,縮小那些可能支持生命的行星的范圍。因此,盡管洞察力是探索的使命是火星,但它也不僅僅是為研究火星。
正如前面提到的,“洞察力號”的目標之一是探測地震,或者地震活動。其他任務試圖做到這一點,但失敗了。當時地震計在飛船的頂部。因為儀器在風中搖擺,所以它們的數據不太可靠。
地球上的地震主要是由于板塊構造活動引起的,但在火星上,科學家們預計地震將由火山活動、地殼裂縫或隕石撞擊引起。美國宇航局官員表示:“每次地震就像一個閃光燈一樣,照亮了地球內部的結構。”通過研究地震波如何穿過地球的不同層(地殼、地幔和核心),科學家可以推斷出這些層的深度以及它們的組成。這樣,地震學就好像是對火星內部進行X射線。
“洞察力號”將定期向NASA的深空網絡發送關于其位置的更新,該網絡是一組天線,通過太陽系與航天器進行通信。利用它的無線電科學實驗,“洞察力號”的位置將被跟蹤到幾英寸或厘米以內。事實上,“洞察力號”會保持靜止——但是地球不會。火星繞著太陽移動時也會擺動。
美國宇航局表示:信號將精確地告訴我們火星搖擺的程度,使用與智能手機相同的技術告訴我們它的位置。科學家可以利用在“洞察力號”任務過程中收集到的這些信息來了解火星在軌道上擺動的程度。這對于確定火星核心的大小,以及它是液體還是固體至關重要。
雖然科學研究表明地球、月球和火星是由同一種物質構成的,但只有詳細的研究才能證明這個假設是否正確。“洞察力號”的熱探測實驗將深入到16英尺(5米)以低于季節變化影響其測量的區域。每1.5英尺(50厘米),就會發出一股熱量。然后傳感器將檢測這種熱脈沖如何變化。
如果外殼材料是熱的良好導體,如金屬,那么脈沖會很快衰減。如果它是一個不良導體,像玻璃,脈沖會慢慢衰減。這告訴科學家溫度隨深度增加有多快,以及熱量如何在火星內部流動。
美國宇航局已經派遣了許多任務到火星,但所有這些都來自佛羅里達州。根據美國宇航局的說法,一個主要原因是從東海岸到其他星球更容易。
但“洞察力號”的發射地點是加利福尼亞范登堡空軍基地。強大的阿特拉斯V-401火箭,它可以發送宇宙飛船到火星,甚至從西海岸。
范登堡之所以最終被選中,是因為它在“洞察力號”的發射期間有更多的可用性,當火箭升空時,整個新區域將看到行星際發射。在晴朗的黎明前的天空中,從圣瑪麗亞到圣地亞哥,發射可能在加利福尼亞可見。
“洞察力號”將有兩個伴星,在2008年的電影“.-E”之后昵稱為“.-E”和“Eve”。這些小伴星——更正式地稱為火星立方體一號,或者叫MarCO——是立方體,是傳統上離地球很近的小型航天器。立方體是小型化衛星,可以完成簡單的任務,如執行航運調查,傳輸通信或觀察地球與小型照相機。
MarCO的目標是在飛船著陸時發射有關探測車的數據。這將提供更多關于航天器如何到達紅色星球的信息,這對于設計者尤其重要,因為很多的航天器永遠不會安全到達,登陸火星的難度還是很大的。
火星上有一些非常大的火山,尤其是奧林匹斯山,高16英里(25公里),比地球上的珠穆朗瑪峰高三倍。火山是地球上一個更大的復合物的一部分。根據NASA的說法,來自地球內部的熱量影響了它們的形成。
探測車有一個自錘式熱探測器,該探測器將鉆入火星土壤中至16英尺(5米),以測量火星內部首次出現的熱流。結合熱流速率和其他數據將揭示行星內部的能量如何驅動地表的變化。
地球和金星有著活躍的構造,這些構造已經摧毀了這些行星過去的樣子。火星不是這樣。根據NASA的說法,它的大部分表面看起來和30億年前的一樣。
因為火星只有地球和金星的三分之一大小,它包含更少的能量來驅動改變行星結構的過程,根據NASA的說法。這在很多方面使它成為了一顆化石行星,我們太陽系早期歷史的秘密被深深地鎖在了里面。
“洞察力號”被設計為持續至少一個火星年(兩個地球年),通過至少一個季節周期跟蹤火星內部變化。許多人認為,當一個任務結束時,就不會有更多的科學洞察力了。事實上,調查人員將數據存檔以供進一步使用。
“洞察力號”的研究工作對那些研究地球構造板塊的科學家,以及那些研究類似我們地球的遙遠世界的科學家都是有用的。根據需要,科學家可以在未來幾年,當有更好的技術工具可用時,提取出用于比較的信息。