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“洞察号”成功登陆火星,将揭开深藏于这颗红色星球的秘密

Kenneth Chang2018-11-28 06:58:57

本次任务计划弄清楚的问题有:火星发生地震的频率有多高?火星熔化的地核有多大?地核中放射性元素衰变产生的热量有多少会上流至地表?

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

美国国家航空航天局“洞察号”着陆器已经登陆火星,它将执行该机构对这颗红色行星的最新一轮勘探任务。

当“洞察号”在本周一发回消息,确认其已安全抵达火星时,加州帕萨迪纳(Pasadena)的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)爆发出欢呼声。这段用时 6 个多月、长达 3 亿英里的旅程终于走到了终点。

随着“洞察号”的下降,着陆过程中的每一个里程标都被大声宣读出来,“我脖子上的汗毛开始竖起来,而且越竖越高,”该任务的项目经理汤姆·霍夫曼(Tom Hoffman)在着陆后的新闻发布会上说,“当我们最终确认着陆的时候,整个房间的工作人员兴奋得失去理智。这种感觉非常美妙,就像我的童心瞬间萌芽。”

在未来的几个月里,“洞察号”将开始探索火星的地下世界,记录火星地震,并收集各类数据,这些数据将被汇总生成一张红色行星的内部构造图,帮助科学家了解火星和其他岩石行星形成的过程。

这些数据也可以解释地球起源之谜。

“我们基本上可以将火星看作一台时间机器,我们可以透过它,窥视地球成形后过了几千万年时的样子,”该任务的首席研究员布鲁斯·班纳特(Bruce Banerdt)说。

“洞察号”的着陆区是 Elysium Planitia,它位于火星北半球赤道附近。科学家们形容这个地区就像一个停车场,或者“没了玉米田的堪萨斯州”。在登陆几分钟后,“洞察号”传回的第一张照片出现在屏幕上,这引发了又一轮欢呼。

登陆时扬起的尘土将镜头的透明保护盖弄脏,因此图像有部分较为模糊,但可以明显看出,着陆点地形平坦。前景中只有一块岩石。

霍夫曼说:“我非常高兴,看起来我们的着陆地点很安全,而且有些平淡无奇。”

由于该任务不关注岩石地形或美丽的日落,因此策划人员想要一个平坦的沙地作为登陆点。霍夫曼开玩笑说,“这里只有一块石头,所以我只能找它谈心了。”

“洞察号”成功着陆后从火星表面传回的第一幅图像,尘土遮住了该图像中的部分景观。图片版权:NASA/JPL-Caltech via The New York Times

在未来几个月内,这项任务将不会开展其主要的科学考察部分。一旦任务的主管人员确认了着陆器状况良好,以及机械臂能够正常运作,机械臂将把主要仪器从着陆器的主甲板上吊起来,放到火星地表。

科学系统工程师伊丽莎白·巴雷特(Elizabeth Barrett)将这一过程比作抓娃娃。“只不过这个“娃娃”非常非常宝贵,”她说,“还有一些不同的是,因为只能偶尔拍几张照片,所以这相当于操作者蒙住眼睛,在另一个星球上通过遥控来抓娃娃。”

这需要额外注意。巴雷特博士说,“你要确保在把设备举起来之前,它被机械臂稳稳抓住,而且要确保设备已经到达地面后才能将其放开。”

“洞察号”在火星地表上的主要勘察任务将持续近两年时间。

班纳特博士希望了解一个简单的问题:火星的地壳有多厚?

他回忆起自己在 1970 年代实习时参与的一个项目,这个项目需要知道火星地壳的厚度。“因为我们不知道答案,所以只能做一个估算,”他说。

“洞察号”最终能提供这个答案。“我想把这个测量值与论文数据作对比,把它代入进去,看看当时的估计值与实际差别有多远,”班纳特博士说。

本次任务计划弄清楚的问题有:火星发生地震的频率有多高?火星熔化的地核有多大?地核中放射性元素衰变产生的热量有多少会上流至地表?

“洞察号”周一的登陆实况被直播到全美各地的观看点,包括纽约时报广场。图片版权:Jeenah Moon/The New York Times

为了研究这些问题,“洞察号”将使用两部主要仪器:一部是装有圆顶外壳的地震仪,另一部是将会钻入火星地表 16 英尺的热探头。NASA 已经在“洞察号”上花费了 8.14 亿美元。此外,法国和德国投资 1.8 亿美元建造了这些主要仪器。

地震仪是用来测量振幅小于氢原子宽度的地表运动,它将构建出火星内部的声谱图。科学家们希望在两年内记录下至少 10 到 12 次火星地震活动。

火星上的地震不像地球上那样是由板块构造引起的。相反,它们是火星地壳由于内部的冷却和收缩而破裂产生的。地震仪还可以探测到流星撞击火星时产生的震动。

“洞察号”的着陆并不是 NASA 在周一取得的唯一成功。该机构还利用这次任务对新技术进行了测试。

今年 5 月,两艘完全相同、名为“火星立方体一号”(Mars Cube One,简称“MarCO”)的航天器与“洞察号”一起发射升空。MarCO A 和 B 随后在“洞察号”的巡航阶段与其脱离,并一直尾随其后。

近年来,数以百计被称为“立方体卫星”(CubeSats)的微型卫星被发射到近地轨道上,但这是它们首次实现行星间航行。

“MarCO”号宇宙飞船完美地将“洞察号”的遥测数据传送到地球,使得即时的庆祝活动成为可能。“对于大大小小的卫星来说,这是一个奇妙的日子,”立方体卫星的总工程师安德鲁·克莱什(Andrew Klesh)说。

他展示了一张火星照片,这张照片是在“洞察号”着陆后不久,由一颗“MarCO”卫星拍摄的,当时它正掠过火星。

他说:“这张照片实际上是我们‘立方体卫星’任务组在对‘洞察号’作告别,我们以此祈求好运降临,这也是我们在展开下一阶段任务前对火星作一个告别。”

“洞察号”已经加入了一支由忙碌的火星机器人所组成的探险队伍中。

在火星轨道上,NASA 拥有“火星勘测轨道飞行器”(Mars Reconnaissance Orbiter)、“火星奥德赛号飞行器”(Mars Odyssey)和“火星大气与挥发演化”探测器(MAVEN)。欧洲航天局(European Space Agency)则拥有“火星快车号”(Mars Express)和“火星微量气体轨道探测器”(ExoMars Trace Gas Orbiter)。印度空间研究组织(Indian Space Research Organization)拥有“火星轨道探测器”(Mars Orbiter Mission),它也被称为“Mangalyaan”。

靠太阳能发电的“机遇号”自今年夏天遭遇火星沙尘暴,导致其无法产生足够电力运转,一直处于沉寂状态。虽然如此,在火星地表上,NASA 还是拥有“好奇号”(Curiosity)和“机遇号”(Opportunity)两辆火星探测车。

2020 年将会是更加繁忙的一年,届时 NASA 计划发射另一个地面探测器车,探寻构成生命的基本组成部分。

中国、印度、日本、阿拉伯联合酋长国以及欧洲和俄罗斯的合作项目也都计划在那时发射火星任务。


翻译:熊猫译社 驰逸

题图版权:NASA/JPL-Caltech via The New York Times

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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