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“洞察”號火(huo)星(xing)(xing)無(wu)人著(zhu)陸(lu)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)是(shi)美(mei)國宇航局向火(huo)星(xing)(xing)發射一顆火(huo)星(xing)(xing)地球(qiu)物理探(tan)(tan)測(ce)器(qi)，它的機身設計繼承先前的鳳凰(huang)號探(tan)(tan)測(ce)器(qi)，著(zhu)陸(lu)火(huo)星(xing)(xing)之(zhi)后將在火(huo)星(xing)(xing)表面安裝一個地震儀，并使用鉆頭在火(huo)星(xing)(xing)上鉆出迄(qi)今最(zui)深的孔洞進行火(huo)星(xing)(xing)內(nei)部的熱狀態考察。根據項目首席(xi)科學家布魯斯(si)·巴內(nei)特（Bruce Banerdt）的說法，這一探(tan)(tan)測(ce)器(qi)將是(shi)一個國際(ji)合作進行的科學項目，并且幾乎(hu)是(shi)先前大獲(huo)成功的鳳凰(huang)號探(tan)(tan)測(ce)器(qi)的翻版。

2018年5月5日(ri)凌晨(chen)4時(shi)05分，搭(da)載“洞(dong)察(cha)”號(hao)火(huo)(huo)星探測器(qi)的(de)“宇宙神”V－401型火(huo)(huo)箭從位于加州中(zhong)部的(de)范(fan)登堡空軍基地3號(hao)發(fa)射臺發(fa)射升空，執行人類(lei)首(shou)個探究(jiu)火(huo)(huo)星“內(nei)心”的(de)探測任務。11月26日(ri)14時(shi)54分許，“洞(dong)察(cha)”號(hao)無人探測器(qi)在(zai)火(huo)(huo)星成(cheng)功著(zhu)陸，執行人類(lei)首(shou)次探究(jiu)火(huo)(huo)星“內(nei)心深處(chu)”奧秘的(de)任務。2022年6月22日(ri)消息，NASA“洞(dong)察(cha)號(hao)（InSight）”火(huo)(huo)星著(zhu)陸器(qi)團隊改變了計劃，現(xian)在(zai)該著(zhu)陸器(qi)的(de)地震儀將(jiang)運行更長時(shi)間，其也將(jiang)因此(ci)更早地耗盡電力(li)。

背景信息

洞(dong)察(cha)號只是作為全部3個參(can)加競爭美國宇航局“發(fa)(fa)現”計(ji)劃經費支持(chi)的項(xiang)目之(zhi)(zhi)一。“洞(dong)察(cha)”號原計(ji)劃2016年3月(yue)發(fa)(fa)射(she)，但由(you)于其搭載的地震(zhen)測量儀(yi)主要傳感(gan)器出(chu)現真空(kong)密封不嚴問題，發(fa)(fa)射(she)被(bei)迫推遲。美航天局之(zhi)(zhi)前(qian)發(fa)(fa)布的一份聲明說(shuo)，“洞(dong)察(cha)”號的預算(suan)原本為6.75億(yi)美元，但重新設計(ji)地震(zhen)測量儀(yi)加上任務延遲，導(dao)致項(xiang)目成本超過9.93億(yi)美元。

設計原理

巴內特是(shi)(shi)(shi)宇航局噴氣(qi)推進(jin)實驗(yan)室的(de)專家，他說(shuo)：“洞察(cha)號(hao)基(ji)本(ben)是(shi)(shi)(shi)白(bai)手起家，但是(shi)(shi)(shi)其設計(ji)基(ji)本(ben)遵從了(le)先前鳳凰(huang)號(hao)的(de)藍圖(tu)。”他的(de)小組這(zhe)樣利用已經被(bei)證明為可靠的(de)舊有設計(ji)藍圖(tu)將省去重(zhong)新進(jin)行設計(ji)的(de)步驟，從而大幅(fu)削減項目成本(ben)。不過他也說(shuo)：“這(zhe)臺探(tan)測(ce)(ce)器(qi)的(de)機(ji)械臂和鳳凰(huang)號(hao)的(de)很像，但是(shi)(shi)(shi)并非完全相同(tong)。”并且洞察(cha)號(hao)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)的(de)著陸地點(dian)和考察(cha)目標(biao)也和鳳凰(huang)號(hao)有所(suo)不同(tong)。

洞(dong)察號將(jiang)搭載(zai)完(wan)全(quan)不同的(de)(de)3種科學載(zai)荷(he)，包(bao)括兩臺由(you)歐洲(zhou)提(ti)供的(de)(de)儀(yi)器，專門設(she)計用于(yu)探(tan)查這(zhe)(zhe)顆紅(hong)色星(xing)球的(de)(de)核心深處(chu)，從而(er)了解與其形成(cheng)過程相關(guan)的(de)(de)線(xian)索。它將(jiang)探(tan)測(ce)這(zhe)(zhe)里是否(fou)存(cun)在任(ren)何地(di)震現象(xiang)，火星(xing)地(di)表下的(de)(de)地(di)熱流值(zhi)，火星(xing)內核的(de)(de)大(da)小，并判斷火星(xing)的(de)(de)內核究竟處(chu)于(yu)固態還是液態。巴內特說：“地(di)震儀(yi)設(she)備(bei)（即SEIS，全(quan)稱為‘內部結構地(di)震實驗’）由(you)法(fa)國(guo)提(ti)供，地(di)熱流值(zhi)探(tan)測(ce)儀(yi)（HP3，即熱流和物理屬性(xing)探(tan)測(ce)儀(yi)）則由(you)德國(guo)提(ti)供。”洞(dong)察號探(tan)測(ce)器計劃中(zhong)將(jiang)降(jiang)落在火星(xing)靠近赤道的(de)(de)溫暖地(di)帶，從而(er)保證(zheng)它的(de)(de)任(ren)務期可以達到兩年左右。

發射歷程

發射

2018年(nian)5月5日凌晨4時(shi)05分，搭載“洞察(cha)”號(hao)火星探測(ce)器(qi)的“宇宙神(shen)”V－401型火箭從位于加州中部的范(fan)登堡空(kong)軍基(ji)地(di)3號(hao)發射臺發射升(sheng)空(kong)，執行(xing)人類首個探究火星“內心”的探測(ce)任務(wu)。

著陸

2018年(nian)11月26日(ri)，美國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天(tian)局官網發布消息稱(cheng)，火星(xing)(xing)探測器“洞察號”將(jiang)于美國(guo)時間11月26日(ri)，在(zai)火星(xing)(xing)表面(mian)著(zhu)陸。著(zhu)陸前，它將(jiang)以19800公里(li)的時速進入火星(xing)(xing)大(da)氣(qi)層頂部(bu)，并在(zai)三(san)條腿落地火星(xing)(xing)表面(mian)之(zhi)前，慢慢降至時速8公里(li)，相當(dang)于人(ren)類(lei)慢跑的速度(du)。這種急(ji)遽減(jian)速必須在(zai)不到(dao)7分鐘內完成。

2018年11月26日14時47分，“洞察”號進(jin)入(ru)火星大氣層，整個進(jin)入(ru)、降落和著(zhu)陸的過程在約7分鐘內完成。

2018年11月26日14時(shi)(shi)54分許（北京時(shi)(shi)間27日3時(shi)(shi)54分許），美(mei)國航天(tian)局的“洞(dong)察(cha)”號無(wu)人(ren)探測(ce)器在火星(xing)成功著陸，執行(xing)人(ren)類首次探究火星(xing)“內心深處”奧秘(mi)的任務。隨后，“洞(dong)察(cha)”號通(tong)過與其同行(xing)的迷你(ni)衛星(xing)于15時(shi)(shi)許傳(chuan)回了(le)火星(xing)的第一張照(zhao)片(pian)。

2019年2月(yue)19日起，根據“洞察”號無人探測器提供(gong)的數據，美國航天局開始(shi)在網上發布火(huo)星(xing)每(mei)日天氣報告，提供(gong)火(huo)星(xing)氣溫、風(feng)速、氣壓(ya)等信息。

2019年3月18日，據美國《科學》雜志報道，“洞(dong)察”號著(zhu)陸器終于(yu)(yu)將其超靈敏(min)的(de)(de)地震儀置于(yu)(yu)火(huo)星(xing)表面。該儀器旨在通(tong)過(guo)(guo)探測(ce)“火(huo)星(xing)震”的(de)(de)轟鳴聲來揭示有關火(huo)星(xing)內部的(de)(de)謎團(tuan)。幾周(zhou)后，著(zhu)陸器首次聽(ting)到了火(huo)星(xing)上(shang)的(de)(de)微小震顫。這種新(xin)發現(xian)的(de)(de)噪聲很(hen)可能由(you)來自大(da)(da)氣(qi)風(feng)的(de)(de)低(di)頻壓力波引起，這些大(da)(da)氣(qi)風(feng)在火(huo)星(xing)表面呼嘯而過(guo)(guo)，在火(huo)星(xing)表面產生淺淺的(de)(de)長周(zhou)期(qi)波——瑞利波。

主要任務

洞察”號任務(wu)全稱“通(tong)過地震調(diao)查、測(ce)地學(xue)及(ji)熱傳導實施內(nei)部探測(ce)”，是(shi)首個研究火(huo)(huo)星(xing)內(nei)部的探測(ce)任務(wu)，也是(shi)美國火(huo)(huo)星(xing)無人探測(ce)項目(mu)(mu)的重(zhong)要部分，設計(ji)任務(wu)時(shi)間為兩年。科(ke)學(xue)家希望通(tong)過“洞察”號了解火(huo)(huo)星(xing)內(nei)核(he)大小(xiao)、成分和物理(li)狀態、地質構(gou)造(zao)，以(yi)及(ji)火(huo)(huo)星(xing)內(nei)部溫(wen)度(du)、地震活動(dong)等情況。目(mu)(mu)的是(shi)想嘗試(shi)回答一(yi)個科(ke)學(xue)界(jie)最基本(ben)的問題：行(xing)星(xing)是(shi)如(ru)何形(xing)成的？

如果一切順利(li)，探測(ce)器(qi)(qi)預(yu)計將(jiang)(jiang)于(yu)2018年11月(yue)26日左(zuo)右(you)在火(huo)(huo)星赤道附近(jin)著陸，然后(hou)用機(ji)(ji)械(xie)(xie)臂(bei)把(ba)地(di)震(zhen)測(ce)量(liang)(liang)儀和(he)溫度測(ce)量(liang)(liang)裝置永(yong)久(jiu)安置于(yu)火(huo)(huo)星表(biao)面。這將(jiang)(jiang)是在火(huo)(huo)星上前所未有的行(xing)動(dong)(dong)。洞察號將(jiang)(jiang)在火(huo)(huo)星表(biao)面的著陸點就地(di)完成其大部分設定的科學探測(ce)目標。它的機(ji)(ji)械(xie)(xie)臂(bei)將(jiang)(jiang)攜帶(dai)兩臺科學儀器(qi)(qi)直接接觸火(huo)(huo)星地(di)表(biao)展開考(kao)察工作。巴內特說：“機(ji)(ji)械(xie)(xie)臂(bei)將(jiang)(jiang)會把(ba)地(di)震(zhen)儀和(he)地(di)熱(re)流(liu)探測(ce)儀從儀器(qi)(qi)平(ping)臺上取下，依次擺放(fang)在探測(ce)器(qi)(qi)旁邊的地(di)面上。機(ji)(ji)械(xie)(xie)臂(bei)本身(shen)并不攜帶(dai)有鉆頭(tou)，但是熱(re)流(liu)探測(ce)儀會自動(dong)(dong)向下鉆探，深度可以達到(dao)5米(mi)左(zuo)右(you)。”

設備配置

這一火星探測(ce)器(qi)配備兩個可(ke)折疊的太陽能板，展開后著陸器(qi)寬約6米。“洞察”號(hao)搭(da)載了三(san)部(bu)主要的科(ke)學儀器(qi)，分(fen)別為地震(zhen)測(ce)量(liang)儀、溫度測(ce)量(liang)裝置以及“旋(xuan)轉和內部(bu)結構(gou)實驗(yan)儀”。

可(ke)防風的(de)(de)地震測量儀靈敏度(du)(du)極高，足(zu)以(yi)“感知”尺度(du)(du)為氫原(yuan)子(zi)半(ban)徑(jing)的(de)(de)地面(mian)運動，記錄(lu)“火(huo)星震”或隕石沖擊所引發的(de)(de)震波(bo)；溫度(du)(du)測量裝置可(ke)通過(guo)錘擊到(dao)達火(huo)星地下3米或更深(shen)處，測量火(huo)星內核釋放(fang)的(de)(de)熱量；而“旋轉(zhuan)和內部結構(gou)實(shi)驗(yan)儀”可(ke)以(yi)通過(guo)火(huo)星與地球間的(de)(de)無線(xian)電傳輸，來評估(gu)火(huo)星繞軸旋轉(zhuan)產生的(de)(de)擾動，用(yong)以(yi)提供火(huo)星內核大小的(de)(de)線(xian)索(suo)。

另外，以卡通明(ming)星(xing)“瓦力”和“伊(yi)娃”名字命名的兩顆“雙胞胎”迷你(ni)衛(wei)(wei)星(xing)也將(jiang)與(yu)“洞察(cha)”號同行，成為首批進(jin)入行星(xing)際(ji)空間(jian)的立方(fang)體衛(wei)(wei)星(xing)。它們(men)將(jiang)在“洞察(cha)”號著陸時，把遠距離(li)遙測結果(guo)直接發(fa)回地球(qiu)。這兩顆衛(wei)(wei)星(xing)的成本約(yue)為1850萬美元(yuan)。

探(tan)(tan)(tan)測(ce)器攜帶(dai)的第三件(jian)科學(xue)載荷是RISE，即(ji)“自(zi)轉和內部結構(gou)試(shi)驗(yan)”探(tan)(tan)(tan)測(ce)設備，這是美國宇航局噴氣推進(jin)實驗(yan)室（JPL）提供的。它將利用探(tan)(tan)(tan)測(ce)器的通訊系統(tong)精確測(ce)量火(huo)星的自(zi)轉并探(tan)(tan)(tan)查火(huo)星的內部結構(gou)和組成(cheng)成(cheng)分。

在火(huo)星(xing)(xing)上執行(xing)考察(cha)(cha)任務的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)遇(yu)號(hao)火(huo)星(xing)(xing)車在執行(xing)一項多普勒無電線追蹤(zong)(zong)實(shi)驗(yan)(yan)，這一實(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)原理和(he)RISE設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)非常相(xiang)(xiang)似，只是后(hou)者(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)精度將(jiang)要(yao)更(geng)(geng)高(gao)。巴內特說(shuo)：“RISE實(shi)驗(yan)(yan)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)將(jiang)和(he)現在利(li)用(yong)機(ji)(ji)(ji)遇(yu)號(hao)火(huo)星(xing)(xing)車進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)(yan)非常相(xiang)(xiang)似，但是洞察(cha)(cha)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)設備(bei)(bei)可以做(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)(geng)好。”他說(shuo)：“兩者(zhe)之間的(de)(de)(de)(de)(de)不同在于(yu)我們每(mei)周將(jiang)會做(zuo)更(geng)(geng)多更(geng)(geng)頻繁的(de)(de)(de)(de)(de)追蹤(zong)(zong)實(shi)驗(yan)(yan)，機(ji)(ji)(ji)遇(yu)號(hao)由于(yu)正值火(huo)星(xing)(xing)冬(dong)季，因而電力不足，處(chu)于(yu)停駛狀態。相(xiang)(xiang)比之下，洞察(cha)(cha)號(hao)將(jiang)可以連續一整個(ge)火(huo)星(xing)(xing)年（約合兩個(ge)地球年）進行(xing)這項實(shi)驗(yan)(yan)，而機(ji)(ji)(ji)遇(yu)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju)卻(que)可能只能覆蓋幾個(ge)月。”

除此之外(wai)，洞察號還(huan)將裝備兩(liang)臺相機，并將進行(xing)一些天氣(qi)方面的測量(liang)工作(zuo)。

“在洞察(cha)號的機械(xie)臂上安裝了(le)相機，在設備(bei)平臺上也(ye)有(you)(you)。所有(you)(you)這(zhe)兩(liang)臺相機的主要目的都是為(wei)了(le)方(fang)(fang)便監測(ce)(ce)將(jiang)(jiang)儀器(qi)設備(bei)放置在火星(xing)表面(mian)上的操作，當(dang)然它(ta)們(men)也(ye)能(neng)用(yong)來拍攝探測(ce)(ce)器(qi)周圍的環境(jing)景色(se)，不過(guo)這(zhe)些照片都將(jiang)(jiang)只有(you)(you)黑白兩(liang)色(se)的。將(jiang)(jiang)對氣(qi)壓，溫度和風速等進行測(ce)(ce)量，主要是為(wei)了(le)用(yong)于地震儀數據(ju)的噪音修正工作，當(dang)然這(zhe)些數據(ju)也(ye)將(jiang)(jiang)是火星(xing)天(tian)氣(qi)研究(jiu)方(fang)(fang)面(mian)有(you)(you)用(yong)的材(cai)料。

大事記

2021年12月消息，自“扎(zha)根”火(huo)星(xing)以(yi)來，美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)航空航天局（NASA）的“洞(dong)察”號火(huo)星(xing)探測器在其著陸點測量(liang)了大約733次(ci)地(di)震。

當地時間2022年5月(yue)10日(ri)，美國(guo)國(guo)家航空航天(tian)局（NASA）宣布，旗下的(de)“洞察號”火(huo)星探(tan)測器開始工作以來(lai)檢測到火(huo)星發生的(de)最(zui)強(qiang)震(zhen)，達到里氏5級。

新華社北京2022年(nian)5月18日消(xiao)息(xi)，由于動(dong)力不(bu)足(zu)，美國火(huo)星(xing)探測器(qi)“洞(dong)察(cha)(cha)”號(hao)今年(nian)夏天或(huo)正(zheng)式終結任(ren)務(wu)。美國國家航空(kong)航天局(ju)2022年(nian)5月17日說(shuo)，“洞(dong)察(cha)(cha)”號(hao)太陽能電池板將完(wan)全被(bei)火(huo)星(xing)上(shang)的塵土覆(fu)蓋，使它最終無從獲得動(dong)力。

當(dang)地時間(jian)2022年9月(yue)19日(ri)報告稱，美國(guo)宇航局“洞察”號探測(ce)到4顆隕(yun)石(shi)撞擊火星(xing)產生的地震波(bo)和(he)聲波(bo)，然(ran)后(hou)計(ji)算出它們留下(xia)的隕(yun)石(shi)坑的位置，這(zhe)是科學家(jia)們首次在地球以外的地方進行此類測(ce)量。