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NASA为洞察号探测器登陆火星做最后准备 将测量火星生命“脉搏”
2018-11-01 10:15 前瞻网   

 

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)已经开始为下一个——也是最雄心勃勃的——探测器登陆火星做最后的准备。

“洞察号”(InSight)探测器于5月5日发射升空,美国宇航局希望它能于11月26日在火星表面着陆。

如果它成功降落在这颗红色的行星上,它将进行一项突破性的研究,深入火星表面,揭示这颗红色行星——以及地球——是如何形成的。

InSight将研究火星的深层内部,获取火星的“生命体征”、“脉搏”和温度。美国国家航空航天局(NASA)说,将对火星进行全面检查,这是自45亿年前火星形成以来的首次。

“洞察号将教会我们了解像我们自己这样的行星的内部。”

“研究小组希望通过研究火星的深处,我们可以了解包括地球和月球在内的其他类似的岩石世界是如何形成的。”

一种被称为“鼹鼠”的细长圆柱形探测器被设计成能在近16英尺(约5米)深的火星土壤中穿行。

与此同时,一个地震测量地震仪将被机械臂从着陆器上取下,并直接放置在火星表面上,以便更好地监测振动。

之前前往这颗红色星球的任务是通过研究它的峡谷、火山、岩石和土壤来调查它的表面。

三个关键的仪器将协助洞察号火星探测器“测量”这颗红色行星的脉搏:

一个地震仪用来监听火星的脉冲。地震仪记录了穿过行星内部结构的振动波。

研究地震波将告诉我们是什么产生了地震波。

在火星上,科学家怀疑罪魁祸首可能是火星地震或撞击火星表面的陨石。

洞察号的热流探头HP3比之前在火星上的任何其他收集器、钻头或探头都要深。

它将调查有多少热量仍然从火星内部流出。

因为和地球一样,火星在围绕其轴心旋转时也会有一点摇晃。

为了研究这个,两个无线电天线能非常精确地跟踪着陆器的位置。

这有助于科学家测试这颗行星的反射,并告诉他们深层内部结构如何影响这颗行星围绕太阳的运动。

但是,我们只能通过探测和研究星球表面之下的生命体征来发现它的构成特征。

然而,在洞察号着陆器开始在火星上工作之前,它必须经历一次危险的重返火星并通过火星大气层着陆。

在太空中飞行了3亿多英里到达火星大气层后,“洞察”号宇宙飞船只有7分钟的时间安全着陆——据该机构称,这通常被认为是任务中最危险的阶段。

美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)首席工程师曼宁(Rob Manning)说,在火星着陆很困难,这次任务没有什么不同。

“从大气层到地面需要数千步,每一步都必须完美地工作。”

这艘飞船将以每小时13000英里的速度在大气层中降落。

洞察号计划降落在靠近火星赤道的平坦平原上,这片平原被称为埃律西昂平原(Elysium Planitia)。

参与此次任务的英国研究人员尼尔·鲍尔斯(Neil Bowles)对《卫报》说:“我们着陆的地方是一个有意选择的沉闷的地方。”

“它是平坦的,空旷的,希望不会有很大的风。这正是我们需要的。”

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)和其他机构的探测器和着陆器在火星上着陆的成功率只有40%左右。

如果着陆器在着陆后幸存下来,这辆由太阳能作为动力的洞察号将花费两年时间——大约一个火星年——探测火星内部的深处,寻找火星如何形成的线索,进而寻找地球和其他岩石行星的起源。

虽然地球的构造和其他力量已经抹杀了其早期历史的大部分证据,但是火星的大部分——大约是地球的三分之一——被认为在超过30亿年的时间里保持相对静止,为科学家创造了一个地质时间机器。

InSight首席研究员布鲁斯•巴内特(Bruce Banerdt)在飞船发射前接受采访时说:“我们在这次任务中所要做的科学研究,实际上是理解早期太阳系的科学研究。”

InSight的主要仪器是法国制造的地震仪,这种仪器的设计目的是探测火星上最轻微的地面运动,甚至是地球另一边的地震。

Banerdt博士说,这种仪器非常灵敏,它可以测量一个只有氢原子半径一半的地震波。

与地球不同的是,火星没有构造板块,因此科学家们对更多地了解造成这种地质现象的原因很感兴趣。

与洞察号着陆器相连的特殊仪器将帮助他们在两年的时间里收集这颗红色行星的地质结构、组成和地震活动的数据。

洞察号配备了两块太阳能板,它们像纸扇一样展开,总宽度约为20英尺。

它还将部署一个地震仪,用来记录地质断层的震动,以及流星撞击产生的冲击波。

登陆器上安装了无线电设备,用来追踪洞察号在火星表面的位置,并推断火星在绕太阳运行时“摇摆”的程度——这是一个名为“旋转和内部结构实验”(RISE)的项目。

根据美国国家航空航天局的说法,这将为了解火星富含铁的内核的大小,以及它是液态还是固态,以及可能存在的其他元素提供线索。

最后,一个热流探测器将在16英尺深的火星地下深处挖掘,在它后面拉一根电缆,包着一个热探头,用来测量从火星内部流出的热量。

科学家们预计,在整个探测过程中,将会有12到100次火星地震,这些数据将帮助他们推断出火星内核的深度、密度和成分,以及围绕它的岩石地幔和最外层地壳。

专家说,火星据信会产生里氏6.0级以下的地震。

洞察号不是第一次尝试测量火星地震活动。

70年代中期的维京号探测器也配备了地震仪,但它们被固定在着陆器的顶部,着陆器的腿上装有减震器,在火星风中摇摆。

Banerdt开玩笑说,这些是“有缺陷的实验”,“我们没有在火星上做地震学研究——我们是在火星上空3英尺做的。”

阿波罗登月任务也将地震仪带到了月球表面,探测到数以千计的月震和陨石撞击。

预计洞察号将得出有关地球以外内部行星震动的第一个有意义的数据。

 

责任编辑: 3976DBC TO006

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