“洞察“號(hào)探測(cè)器
　　身著暗紅色上衣的科研人員緊張地盯著大屏幕，臉上露出了殷切期待成功的神情。
　　“離地面400米、300米、200米、80米……”當(dāng)著陸成功傳回“嗶嗶”聲（表示探測(cè)器還“活著，身體健康”）的一剎那，美國(guó)宇航局指揮中心的科研人員振臂歡呼、擁抱、鼓掌……用不同方式慶祝人類時(shí)隔6年再次成功登陸火星——這個(gè)人類關(guān)注和探測(cè)了近60年的紅色行星。


　　指揮中心科研人員慶?！岸床臁碧?hào)成功登陸火星
　　“今天，我們完成了人類歷史上第八次成功登陸火星。我們將送航天員前往月球，之后再派航天員前往火星，‘洞察’號(hào)將在我們前往火星之前提供寶貴的科學(xué)資料。”美國(guó)宇航局局長(zhǎng)吉姆·布里登斯?。↗im Bridenstine）在登陸成功之后激動(dòng)地說(shuō)。
　　美國(guó)宇航局（NASA）消息，美國(guó)東部時(shí)間11月26日14時(shí)52分59秒（北京時(shí)間27日3時(shí)52分59秒），“洞察”號(hào)火星探測(cè)器在火星上成功著陸。這是2012年8月5日“好奇”號(hào)火星車成功登陸火星以來(lái)，人類制造的探測(cè)器再次成功登陸火星表面。
　　“地下有‘鼓聲’，我們需要研究火星的內(nèi)部”
　　提到美國(guó)的火星探測(cè)項(xiàng)目，很多人都會(huì)想到近年來(lái)頻繁出現(xiàn)在媒體上的 “機(jī)遇”號(hào)和“好奇”號(hào)等火星車，尤其是設(shè)計(jì)壽命只有3個(gè)月的“機(jī)遇”號(hào)，在火星上一待就是11年，不但獲得豐碩的探測(cè)成果，還在火星上“意外”創(chuàng)造了一個(gè)世界紀(jì)錄——跑了40多公里，完成了一個(gè)火星“馬拉松”。
　　美國(guó)從1964年發(fā)射“水手4號(hào)”火星探測(cè)器開(kāi)始，對(duì)火星展開(kāi)了40余年的持續(xù)探測(cè)，獲得了大量的探測(cè)成果。作為火星探測(cè)收獲最多的國(guó)家，美國(guó)在火星探測(cè)上依然馬不停蹄。
　　航天專家龐之浩告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn）,盡管距離人類第一次探測(cè)火星已有數(shù)十年，但我們對(duì)于火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍知之甚少。此前人類總計(jì)開(kāi)展的47次火星探測(cè)都是研究火星全球、地表、大氣和磁場(chǎng)的?！岸床焯?hào)”將首次探測(cè)火星內(nèi)部，相當(dāng)于用CT掃描對(duì)火星進(jìn)行“45億年來(lái)的第一次體檢”。


　　“洞察”號(hào)將執(zhí)行人類首次對(duì)火星內(nèi)部探測(cè)的任務(wù)
　　“知人知面不知心”的古語(yǔ)同樣適用于深空探測(cè)領(lǐng)域，對(duì)一個(gè)行星探測(cè)，如果僅僅知道它的地面和大氣，那只是認(rèn)識(shí)了它的表面，無(wú)法認(rèn)識(shí)它的“內(nèi)心”。國(guó)際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光此前向澎湃新聞表示：“派幾個(gè)探測(cè)器在行星軌道或地面上走走看看，是無(wú)法了解某個(gè)性能內(nèi)部的。比如，此前在2015年大紅大紫的開(kāi)普勒452b系外行星，雖然體積和尺寸與地球比較相似，但現(xiàn)在還無(wú)法知道它是不是一顆巖石質(zhì)行星，更不用說(shuō)該行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，要全面認(rèn)識(shí)一個(gè)行星，必須對(duì)行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)?！?br>　　根據(jù)美國(guó)宇航局此前公布的信息，“洞察”號(hào)主要承擔(dān)兩大科學(xué)任務(wù)：一是通過(guò)探測(cè)火星內(nèi)部火震活動(dòng)的規(guī)模、頻率和地理分布，以及隕石撞擊火星表面的頻率，來(lái)確定目前火星地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的級(jí)別；二是通過(guò)調(diào)查火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)過(guò)程，研究類地行星的形成和演化過(guò)程。按
　　照任務(wù)，科研人員制定了6個(gè)調(diào)查項(xiàng)目：確定火星地核大小、組成和物理狀態(tài)；確定火星地殼的厚度和結(jié)構(gòu)；確定火星地幔的組成和結(jié)構(gòu)；確定火星內(nèi)部的熱態(tài)；測(cè)量火星內(nèi)部火震活動(dòng)的幅度、速率和地理分布；測(cè)量火星表面的隕石撞擊率。
　　“洞察號(hào)”項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人布魯斯·班尼特曾向《自然》雜志表示，盡管火星探測(cè)的歷史悠久，但頂多是在這顆星球的表面留下些許抓痕。 “35年來(lái)，一直有‘鼓聲’從地下傳來(lái)，我們需要研究火星的內(nèi)部?！?布魯斯·班尼特說(shuō)。
　　“加深對(duì)地球‘鄰居’的了解”
　　“洞察”號(hào)于今年5月5日發(fā)射成功，升空后飛行了4.85億千米，歷時(shí)6個(gè)多月。 “洞察號(hào)”和2008年登陸火星的“鳳凰”號(hào)著陸器有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系，因此也有媒體將“洞察號(hào)”稱為“鳳凰”2.0?！岸床臁碧?hào)使用了鳳凰號(hào)探測(cè)器的平臺(tái)，因此從外形上看“洞察號(hào)”和鳳凰號(hào)探測(cè)器非常相似，只是根據(jù)任務(wù)的不同進(jìn)行了局部調(diào)整。“洞察號(hào)”長(zhǎng)約5.5米，尺寸上與一臺(tái)小轎車相當(dāng)，質(zhì)量為350千克，此外，還有兩塊能像紙扇一樣展開(kāi)的圓形太陽(yáng)能電池板提供電源。


　　成功登陸火星的步驟
　　“之前的‘鳳凰’號(hào)落在了火星的北極平原，獲得了很多對(duì)北極平原的冰凍、水、凍土相關(guān)的探測(cè)成果，也在其上發(fā)現(xiàn)了土壤中含有水。加熱之后發(fā)現(xiàn)土壤中含有5%以上的水，著陸腿上也結(jié)有露珠，發(fā)現(xiàn)了水的特征?！?中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、行星專家鄭永春介紹說(shuō)。
　　據(jù)美國(guó)媒體此前報(bào)道，其著陸點(diǎn)的選址花了4年時(shí)間，最后選定的具體著陸坐標(biāo)為：北緯4.5°，東經(jīng)135.0°。因?yàn)檫@里地勢(shì)平坦，沒(méi)有溝壑，陽(yáng)光充足，能為太陽(yáng)能電池板充電。另外，該著陸點(diǎn)離“好奇”號(hào)火星車600千米，并且能跟目前運(yùn)行的5個(gè)火星軌道探測(cè)器通信。為了在著陸過(guò)程中有足夠厚的大氣層來(lái)保證降落傘的緩沖需要，著落點(diǎn)要低于火星大地水準(zhǔn)面以下2.5千米，地形坡度要小于15°，石頭不能太多，風(fēng)化層較松軟，方便著陸和鉆5米深的孔。


　　“洞察”號(hào)傳回的首張照片
　　“自1965年以來(lái)，我們從軌道和地表研究了火星，了解了火星的天氣、大氣、地質(zhì)和地表化學(xué)，”美國(guó)宇航局科學(xué)任務(wù)局行星科學(xué)部的代理主任洛里·格雷澤（Lori Glaze）指出，“現(xiàn)在，隨著美國(guó)宇航局準(zhǔn)備將人類探險(xiǎn)家送入太陽(yáng)系更深處，我們最終將探索火星內(nèi)部，加深對(duì)地球‘鄰居’的理解?！?br>　　為了加深對(duì)地球‘鄰居’的了解，“洞察”號(hào)將搭載完全不同的3種科學(xué)載荷，包括兩臺(tái)由歐洲提供的儀器，專門設(shè)計(jì)用于探查這顆紅色星球的核心深處。包括地震儀設(shè)備、地?zé)崃髦堤綔y(cè)儀和“自轉(zhuǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)試驗(yàn)”探測(cè)設(shè)備。其中地震儀設(shè)備和地?zé)崃髦堤綔y(cè)儀分別由法國(guó)和德國(guó)研制。除了上述3種探測(cè)裝置，還裝備了2臺(tái)相機(jī)，可對(duì)火星氣壓、溫度和風(fēng)速等進(jìn)行測(cè)量，用于對(duì)地震儀數(shù)據(jù)的噪音修正工作，當(dāng)然，這些數(shù)據(jù)也將是火星天氣研究方面有用的材料。
　　“用地震儀探測(cè)里面的地震波，火星內(nèi)部有一些地震是天然的地震，還有一些是火星內(nèi)部活動(dòng)導(dǎo)致的地震，還有一些小行星、隕石會(huì)撞到火星引起一定的震動(dòng)。” 鄭永春介紹說(shuō)，“地震波的傳播會(huì)反射信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的解釋就能得到火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和成分的數(shù)據(jù)，是否像地球一樣分為地殼、地幔和地核，各個(gè)分界線在哪里，地殼的厚薄，是否存在地幔等問(wèn)題?！?br>　　“地震是我們了解地球內(nèi)部，火星內(nèi)部和月球內(nèi)部的一個(gè)非常重要的儀器手段。” 鄭永春補(bǔ)充道。
　　熱流探測(cè)儀主要是測(cè)量火星表層一定深度的溫度和梯度。通過(guò)測(cè)物質(zhì)的溫度梯度和物質(zhì)的熱導(dǎo)率相乘，就能算出來(lái)熱流，單位面積單位時(shí)間從內(nèi)部傳遞出來(lái)的熱量，根據(jù)這個(gè)熱量和地震波的數(shù)據(jù)相結(jié)合，就可以推測(cè)火星內(nèi)部熱量的釋放情況。
　　根據(jù)相關(guān)資料，測(cè)熱流可以了解內(nèi)部能量的釋放情況，能量的釋放情況就是通過(guò)內(nèi)部放射性元素的衰變來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而推測(cè)火星現(xiàn)在內(nèi)部的熱量?；鹦切纬沙跏嫉那闆r，可以通過(guò)一個(gè)模型來(lái)推測(cè)，比如說(shuō)當(dāng)時(shí)含有多少放射性元素，對(duì)比現(xiàn)在含有多少，可以推測(cè)現(xiàn)在火星內(nèi)部的熱量的多少，二這個(gè)問(wèn)題關(guān)乎內(nèi)部熱演化的歷史以及火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分層。
　　簡(jiǎn)而言之，地震儀是用來(lái)探測(cè)火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分層，而熱流儀是探測(cè)火星內(nèi)部的熱演化歷史。
　　“深空探測(cè)國(guó)際合作的又一范例”
　　“洞察”號(hào)項(xiàng)目是一項(xiàng)國(guó)際合作深空探測(cè)項(xiàng)目。“這一成就代表了美國(guó)和我們的國(guó)際伙伴的智慧，也證明了我們團(tuán)隊(duì)的獻(xiàn)身精神和毅力?！?美國(guó)宇航局局長(zhǎng)吉姆·布里登斯丁指出。美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)（CNN）報(bào)道稱，“洞察”號(hào)登陸成功之后，美國(guó)副總統(tǒng)彭斯打電話向整個(gè)團(tuán)隊(duì)表示祝賀。
　　在“洞察”號(hào)探測(cè)器上，地震儀由法國(guó)研制，熱流探測(cè)儀由德國(guó)研制，而這兩個(gè)是探測(cè)器的最重要三個(gè)儀器中的兩個(gè)。


　　測(cè)試中的“洞察”號(hào)
　　“成功登陸火星為未來(lái)探測(cè)工作展開(kāi)奠定了基礎(chǔ)，如果項(xiàng)目順利完成，那么‘洞察’號(hào)將成深空探測(cè)國(guó)際合作的又一范例。”龐之浩認(rèn)為。
　　值得一提的是，“洞察號(hào)”任務(wù)還將部署2顆微型衛(wèi)星，以便在著陸階段試驗(yàn)性地給地球提供實(shí)時(shí)中繼信號(hào)。這也是深空任務(wù)中首次使用“星際微型衛(wèi)星”
　　“洞察”號(hào)任務(wù)使用的兩顆微型衛(wèi)星被稱為“火星立方體一號(hào)”，它們將和“洞察號(hào)”一起發(fā)射升空，并踏上前往火星的旅程。當(dāng)“洞察號(hào)”登陸火星時(shí)，它們將從火星旁邊飛過(guò)，并向地球中繼衛(wèi)星傳輸“洞察號(hào)”的登陸數(shù)據(jù)。據(jù)美國(guó)宇航局介紹，“火星立方體一號(hào)”就像“洞察”號(hào)登陸探測(cè)器的中繼衛(wèi)星，可以大大提高“洞察”號(hào)的信號(hào)傳輸效率，如果試驗(yàn)性任務(wù)獲得成功，未來(lái)微型衛(wèi)星將應(yīng)用于更多的探索太陽(yáng)系的星際任務(wù)。
　　“火星立方體一號(hào)”只是一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，因此通信中繼不能全部指望這“兩兄弟”。楊宇光表示：“擔(dān)任‘洞察號(hào)’中繼任務(wù)是火星勘測(cè)軌道器已經(jīng)對(duì)軌道進(jìn)行了調(diào)整，迎接2016年到來(lái)的‘洞察號(hào)’，它可幫助‘洞察號(hào)’進(jìn)行軌道修正，為‘洞察號(hào)’提供精確的下降軌道，并將親自見(jiàn)證“洞察號(hào)”進(jìn)入火星大氣層及著陸過(guò)程，存儲(chǔ)并記錄數(shù)據(jù)。一旦‘洞察號(hào)’抵達(dá)火星表面后，偵察軌道飛行器將擔(dān)任中繼通信任務(wù)?！?br>　　【編輯：朱曦東】