黑暗中航行六個月後,「洞察號」探終於登陸火星了!

2021-01-15 矽星人

美國西部時間周一中午,NASA 發射的洞察號(InSight)火星探測器完美著陸了。

在這次驚險的著陸前,洞察號已經在黑暗的宇宙中航行了漫長的六個半月,旅程長達 4.58 億公裡。

作為 NASA 發射到火星的第 8 個探測器,洞察號的使命比「前輩們」更加艱巨:它要做的不僅是拍拍照片,收集土壤樣本,觀測火星氣候這樣的「簡單工作」,更要鑽入火星的地層之下,探索火星的內部結構,讓人類了解真正的火星。

洞察號將從本周起,在火星服役至少兩年,並用它傳回的數據,為我們揭示火星「內心深處」,甚至是整個太陽系行星演化的秘密。


驚險七分鐘

儘管洞察號項目從開始計劃起已經歷時七年,中途還因為在抗震試驗中機體受損而使發射時間推後了兩年,但這次「星際旅途」真正的高潮卻只有短短七分鐘。

沒錯,從進入火星大氣到著陸,洞察號只有七分鐘的時間。

在這七分鐘內,洞察號的速度必須迅速從每秒 5600 米減速到每秒 2 米。同時,它必須自動張開超音速降落傘,接收地面反射來的雷達信號,並在極小的誤差內點燃減速助推器。

由於火星傳來的信號要過近40分鐘才能被地球接收,這七分鐘內如果出現任何問題,NASA的研究員都來不及補救。

讓觀察員擔心的也包括洞察號的複雜結構。

據 NASA 科學家透露,洞察號裝備有 12 個引擎,每個引擎每秒鐘都要暫停十次,為探測器的平穩著陸提供小的衝量。即使如此,洞察號的著陸器仍然可能在著陸的瞬間損壞。

圖源:NASA

因此,洞察號著陸過程中,NASA 指揮中心只能聽見緊張的呼吸聲,和觀察員越來越緊湊報數聲。

在經歷緊張的全場沉默後,觀察員終於匯報「Touch down confirmed(登陸成功)」。

簡單的一句話NASA 的科學家們終於鬆了一口氣,跳起來歡呼擁抱。

十幾分鐘後,洞察號傳回了在火星登陸後,「睜開眼」看到的第一個畫面。


洞察號的使命

雖然火星作為離地球最近的類地行星,已經是人類最了解的星球了,但我們對它的研究還遠遠不夠。

洞察號的「前輩們」觀測的重點集中在火星表面:土壤、大氣、磁場、氣候,以及尋找水的痕跡。

但為什麼火星沒有像地球一樣形成保護大氣層的磁場?為什麼火星表面會留下液態水存在的痕跡,火星上到底發生了什麼?火星是否仍有地質活動?火星的地核到底是固態還是液態?這些更深層次的問題我們依然毫無頭緒。

更重要的是,作為一顆與地球擁有相似地質結構和形成過程的巖石行星,火星的現在很可能就是地球的未來。因此,研究火星的地質構成有助於我們更好的了解自己所在的地球,了解太陽系,甚至幫助人類搜索宜居的地外行星,為星際移民做準備。


洞察號的裝備

為了深入了解火星,洞察號配備了三樣新裝備:測量火星晃動情況的無線電天線、監聽火星脈衝的地震儀和能深入火星地下5米的熱流探頭

先說無線電天線。

火星和地球一樣,會在自轉時發生輕微的擺動。而火星的擺動情況和它地心的物理狀態息息相關。洞察號的一對兒無線電天線就能精確跟蹤火星的晃動情況,從而幫助科學家推斷火星的內部到底是液體還是固體。

我們再說說地震儀

當火星發生地質運動,或有隕石撞擊火星表面時(因為火星大氣稀薄,所以被隕石撞到的機率比地球大得多),地震儀會監聽火星的脈衝,探測高頻的火星震動信號。從這些數據,科學家可以判定火星上到底有沒有地震,以及了解火星的地層生態。

地震儀

最後,長達五米的熱流探頭可以自動鑽進火星地下,檢測火星表面的熱量散失情況。探頭通過電纜與洞察號相連,便於及時回傳熱量信號。這個數據不僅能幫助科學家判斷地球和火星是否完全由同樣的東西組成,也有助於我們了解火星的進化過程。

熱流探頭

除了上面提到的三樣新裝備,洞察號的太陽能板也是值得注意的。它提供了洞察號需要的大部分電力。

洞察號搭載的太陽能板完全展開後,功率可以在晴好的天氣下達到 600-700 瓦特。雖然這個功率只夠驅動一臺家用攪拌機,但好在洞察號不需要過多移動,只需要在著陸點附近觀測即可。

洞察號在科羅拉多州無塵實驗室中展開完全著陸形態


一起上火星的,還有26萬個中國人的名字

除了高精尖的測量儀器,洞察號上還搭載了兩枚刻有 240 多萬地球人姓名的矽質晶片,其中也包括 26 萬名積極在網上參與 NASA 姓名徵集活動的中國人。

在 NASA 的網頁上登記後,入選的人就會收到這樣一張「火星機票」。

這兩枚刻滿名字的晶片雖然和一分錢硬幣一樣小,但採用了電子束雕刻技術後,人名的尺寸極其微小。

小到什麼程度呢?字母 E 的橫線放大 10 萬倍後,也僅有 6 納米長,肉眼根本看不到。

晶片表面放大圖

雖然不能親自去火星一遊,但讓自己的名字永遠留在火星表面也是很浪漫的呀。

過去的 60 年裡,人類對火星的了解從太陽系中一顆暗淡的行星,到如今命運相連的親兄弟。這個過程與科學家們的開拓精神是分不開的。

從傳來第一張火星表面照片的探路者號,到第一次在火星發現冰塊的鳳凰號,再到如今能聽到火星「心跳」的洞察號,人類不斷拓寬著對火星認知的深度和廣度。

而火星——這顆通往宇宙更深處的完美跳板——也不斷為人類的科技和想像力提供著無窮的動力。

電影《火星救援》中,馬特·達蒙在火星表面種土豆維生

而在另一邊,也有像馬斯克和貝佐斯這樣的科技大佬們在為殖民宇宙這個遙遠的目標做著實際的努力:馬斯克的獵鷹火箭為平價太空旅行和星際大批物資運輸提供了可能性;貝佐斯的「藍色起源」計劃,則將星際殖民的野望拓展到了整個太陽系。在提到殖民宇宙時,貝索斯說道:「我希望太陽系中能有一萬億人類,那該多酷啊。」

多希望在有生之年,他們的火星殖民夢能得以實現。但有一個事實我敢肯定:我們離火星夢,真的越來越近了。


這是矽星人製作的第一檔音頻節目。我們將和你暢聊矽谷的幕後故事和熱鬧話題。你可以在蘋果Podcast或各種泛用型客戶端上搜索「矽星人」找到我們。

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