美国国家航空航天局的火星“洞察号”着陆器被设计用来深入考察这颗红色行星,寻找火星震、火星核心的秘密等等。这不是第一个登陆火星的探测器,但它将是第一个如此深入地探索科学答案的探测器。

但是有一些关于洞察号的细节可能会让你感到惊讶。以下是美国国家航空航天局(NASA)“洞察号火星着陆器”(InSight Mars lander)十个出人意料的秘密。

第一个:InSight将深入窥探火星内部

这是我们第一次窥探火星内部。我们对火星的了解大多是肤浅的。NASA的“好奇号”(Curiosity)和“机遇号”(Opportunity)探测器在地面上拍摄过周围环境的照片;有时,“好奇号”会收集样本进行进一步分析,“好奇号”也可以钻孔,但它只能在火星表层土上钻孔。与此同时,这颗红色行星一直受到上方航天器的监视,轨道飞行器对其表面或大气进行高分辨率拍摄。

洞察号的目标不是漫游火星,而是在火星上保持静止不动,这样它就可以仔细测量火星内部的性质,这包括地震活动(火星震和陨石撞击)、温度(通过热流实验)以及火星核的大小和形状(通过分析火星绕太阳运行时的晃动),这包括都在InSight这个名字里面,这个缩写是使用地震调查、大地测量和热传输进行内部勘探的简称。

第二个:它不仅仅只是关于火星。

它会告诉我们其他行星的情况。开普勒太空望远镜向我们展示了类地行星(如地球或稍大一点的“超级地球”)在宇宙中很常见。但隔着这么远的距离研究这些行星是非常困难的,所以观察火星有助于我们预测它们的组成和大气层。即使在我们自己的太阳系中,观察类地行星也能帮助我们理解为什么它们会如此不同。例如,为什么地球上有这么多水,而火星上的水却消失了?

美国国家航空航天局在一份声明中说:“说到岩石行星,我们只详细研究了一个:地球。通过对比地球和火星的内部结构,InSight团队希望能更好地了解我们的太阳系。他们的研究甚至可能有助于寻找类地系外行星,从而缩小可能支持生命存在的行星范围。所以,虽然InSight是一个火星任务,但它也不仅仅只是一个火星任务。”

第三个:InSight可能会找到火星震!

洞察可能会发现火星震,正如前面所说的那样,InSight的目标之一是探测火星震活动。以往的其他任务也试图这样做,但都没有取得成功。1976年,美国国家航空航天局发射了两艘名为“海盗1号”和“海盗2号”的宇宙飞船到火星表面,飞船上都安装了地震仪,但是地震仪在飞船的顶部,由于仪器在风中摇摆,所以他们的数据不太可靠。

地球上的地震大多是由板块活动引起的,但在火星上,科学家们预计火星震将来自火山活动、地壳裂缝或陨石撞击。“每一个火星震就像一个闪光灯,照亮了火星内部的结构,”NASA说。“通过研究震波如何穿过火星的不同地层(地壳、地幔和地核),科学家们可以推断出这些地层的深度以及它们的构成。这样一来,地震学就像拍一张火星内部的X光片。

第四个:NASA将在地球追踪洞察号

NASA的天线将在地球追踪洞察号。洞察号将定期向美国国家航空航天局(NASA)的深空网络(Deep Space Network)发送有关其位置的最新信息。深空网络是一组天线系统,可以与整个太阳系内的航天器通信。利用它的无线电科学实验,洞察号的位置将被追踪到几英寸或几厘米之内。在现实中,洞察号将保持不变——但火星不会,火星在围绕太阳运行时会产生摇晃。

NASA表示:“RISE将准确地告诉我们火星的摆动幅度,使用的技术与你的智能手机定位相同。”科学家们可以利用InSight在执行任务过程中收集到的这些信息,来了解火星在其轨道上究竟摆动了多少。这是决定火星核心大小,以及它是液体还是固体的关键。

第五个:火星内部与地球有联系吗?

洞察号将显示火星和地球之间的关系。虽然科学研究表明地球、月球和火星是由同一种物质形成的,但只有详细的研究才能证明这一假设是否正确。InSight的热探头实验将深入地下16英尺(5米),到达受季节变化影响的区域以下。每1.5英尺(50厘米),它就会发出一股热脉冲,然后传感器将检测这种热脉冲将会如何变化。

“如果地壳材料像金属一样是热的良导体,脉冲就会迅速衰减。如果是像玻璃一样的不良导体,脉冲就会慢慢衰减。将会这告诉科学家随着深度增加,温度增加的速度有多快,以及火星内部的热量如何流动,”NASA说。

第六个:这是西海岸第一次发射星际任务!

这是西海岸的第一次发射星际任务。美国国家航空和宇宙航行局已经向火星发射了许多任务,但它们都在佛罗里达州发射。据美国国家航空航天局(NASA)称,一个重要原因是从东海岸发射可以更容易到达其他行星。但是洞察号的发射地点却是加利福尼亚的范登堡空军基地,因为强大的阿特拉斯V-401火箭,就算是从西海岸发射宇宙飞船到火星也变得可能。

NASA表示,“范登堡最终被选中,是因为它在洞察号的发射期间有更多空闲窗口,”(发射时间从5月5日到6月初。)“当洞察号任务火箭升空时,一个全新的区域将看到这场星际发射。”从圣玛利亚到圣地亚哥的人们都可以在黎明前的晴朗天空中看到火箭发射。

第七个:搭着洞察号便车飞行的立方体卫星

洞察号将有两个伙伴,昵称分别为“瓦力”(Wall-E)和“夏娃”(Eve),这两个名字取自2008年的电影《机器人瓦力》(Wall-E)。这些小同伴——更正式的名称是火星立方体一号(Mars Cube One),或马可(MarCO)——是立方体卫星,传统上这些立方体卫星小型航天器只会靠近地球运行,立方体卫星是一种小型卫星,可以完成简单的任务,如对船舶进行调查、发送通信或用小型照相机观察地球。

MarCO的目标是在洞察号着陆时传送有关洞察号的数据。这将提供更多关于航天器如何到达这颗红色行星的信息,这对设计者来说尤其重要,因为许多航天器从未安全抵达过这颗行星。

第八个:它可能会揭示火星火山的秘密

火星上有一些非常大的火山,尤其是奥林匹斯山,它有16英里(25公里)高,比地球上的珠穆朗玛峰高出三倍。这座火山是火星上一个更大的复杂结构——塔西斯火山的一部分。根据NASA的说法,来自行星内部的热量影响了它们的形成。

NASA表示:“洞察号包括一个自锤式热探测仪,它将深入火星土壤16英尺(5米),首次测量来自火星内部的热流。将热流速率与其他洞察号收集的数据结合起来,将揭示火星内部的能量如何驱动地表的变化。”

第九个:它将把火星当作时间机器

它将像时间机器一样利用火星。地球和金星(另外两颗类地行星)有着活跃的地质构造活动,这些地质构造活动破坏了行星在过去的大部分外观。但在火星上不一样,据美国国家航空和宇宙航行局称,它的大部分表面现在看起来和30亿年前一样。

根据NASA的说法,“因为火星只有地球和金星的三分之一大,所以它所包含的能量更少,不足以驱动改变行星结构的过程。这使得它在很多方面都成为了一颗化石行星,太阳系早期历史的秘密深藏其中。”

第十个:洞察号的火星数据将永远存在

洞察号的火星数据将永远存在。InSight被设计为至少能够存活一个火星年(两个地球年),跟踪火星内部至少一个季节周期的变化。许多人认为,当一个任务结束时,科学家就不会获得更多的科学见解,实际上,调查人员会将数据存档以备日后使用。

洞察号的工作将对许多科学家有用,包括从研究地球构造板块到研究遥远的类地行星领域的科学家等。在未来几年,如果有更好的技术工具出现,或者如果另一个火星任务发现了有趣的东西,科学家们需要一个比较点的话,他们就可以根据需要提取信息,以便进行比较。