“洞察“號探測器
　　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（表示探測器還“活著，身體健康”）的一剎那，美國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隔6年再次成功登陸火星——這個人類關(guān)注和探測了近60年的紅色行星。


　　指揮中心科研人員慶?！岸床臁碧柍晒Φ顷懟鹦?br>　　“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’號將在我們前往火星之前提供寶貴的科學(xué)資料。”美國宇航局局長吉姆·布里登斯?。↗im Bridenstine）在登陸成功之后激動地說。
　　美國宇航局（NASA）消息，美國東部時間11月26日14時52分59秒（北京時間27日3時52分59秒），“洞察”號火星探測器在火星上成功著陸。這是2012年8月5日“好奇”號火星車成功登陸火星以來，人類制造的探測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”
　　提到美國的火星探測項目，很多人都會想到近年來頻繁出現(xiàn)在媒體上的 “機遇”號和“好奇”號等火星車，尤其是設(shè)計壽命只有3個月的“機遇”號，在火星上一待就是11年，不但獲得豐碩的探測成果，還在火星上“意外”創(chuàng)造了一個世界紀錄——跑了40多公里，完成了一個火星“馬拉松”。
　　美國從1964年發(fā)射“水手4號”火星探測器開始，對火星展開了40余年的持續(xù)探測，獲得了大量的探測成果。作為火星探測收獲最多的國家，美國在火星探測上依然馬不停蹄。
　　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火星已有數(shù)十年，但我們對于火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍知之甚少。此前人類總計開展的47次火星探測都是研究火星全球、地表、大氣和磁場的?！岸床焯枴睂⑹状翁綔y火星內(nèi)部，相當(dāng)于用CT掃描對火星進行“45億年來的第一次體檢”。


　　“洞察”號將執(zhí)行人類首次對火星內(nèi)部探測的任務(wù)
　　“知人知面不知心”的古語同樣適用于深空探測領(lǐng)域，對一個行星探測，如果僅僅知道它的地面和大氣，那只是認識了它的表面，無法認識它的“內(nèi)心”。國際宇航聯(lián)空間運輸委員會副主席楊宇光此前向澎湃新聞表示：“派幾個探測器在行星軌道或地面上走走看看，是無法了解某個性能內(nèi)部的。比如，此前在2015年大紅大紫的開普勒452b系外行星，雖然體積和尺寸與地球比較相似，但現(xiàn)在還無法知道它是不是一顆巖石質(zhì)行星，更不用說該行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，要全面認識一個行星，必須對行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行探測?！?br>　　根據(jù)美國宇航局此前公布的信息，“洞察”號主要承擔(dān)兩大科學(xué)任務(wù)：一是通過探測火星內(nèi)部火震活動的規(guī)模、頻率和地理分布，以及隕石撞擊火星表面的頻率，來確定目前火星地質(zhì)構(gòu)造活動的級別；二是通過調(diào)查火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和活動過程，研究類地行星的形成和演化過程。按
　　照任務(wù)，科研人員制定了6個調(diào)查項目：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)；測量火星內(nèi)部火震活動的幅度、速率和地理分布；測量火星表面的隕石撞擊率。
　　“洞察號”項目的主要負責(zé)人布魯斯·班尼特曾向《自然》雜志表示，盡管火星探測的歷史悠久，但頂多是在這顆星球的表面留下些許抓痕。 “35年來，一直有‘鼓聲’從地下傳來，我們需要研究火星的內(nèi)部?！?布魯斯·班尼特說。
　　“加深對地球‘鄰居’的了解”
　　“洞察”號于今年5月5日發(fā)射成功，升空后飛行了4.85億千米，歷時6個多月。 “洞察號”和2008年登陸火星的“鳳凰”號著陸器有著千絲萬縷的關(guān)系，因此也有媒體將“洞察號”稱為“鳳凰”2.0。“洞察”號使用了鳳凰號探測器的平臺，因此從外形上看“洞察號”和鳳凰號探測器非常相似，只是根據(jù)任務(wù)的不同進行了局部調(diào)整?！岸床焯枴遍L約5.5米，尺寸上與一臺小轎車相當(dāng)，質(zhì)量為350千克，此外，還有兩塊能像紙扇一樣展開的圓形太陽能電池板提供電源。


　　成功登陸火星的步驟
　　“之前的‘鳳凰’號落在了火星的北極平原，獲得了很多對北極平原的冰凍、水、凍土相關(guān)的探測成果，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?！?中國科學(xué)院國家天文臺研究員、行星專家鄭永春介紹說。
　　據(jù)美國媒體此前報道，其著陸點的選址花了4年時間，最后選定的具體著陸坐標為：北緯4.5°，東經(jīng)135.0°。因為這里地勢平坦，沒有溝壑，陽光充足，能為太陽能電池板充電。另外，該著陸點離“好奇”號火星車600千米，并且能跟目前運行的5個火星軌道探測器通信。為了在著陸過程中有足夠厚的大氣層來保證降落傘的緩沖需要，著落點要低于火星大地水準面以下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”號傳回的首張照片
　　“自1965年以來，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，隨著美國宇航局準備將人類探險家送入太陽系更深處，我們最終將探索火星內(nèi)部，加深對地球‘鄰居’的理解?！?br>　　為了加深對地球‘鄰居’的了解，“洞察”號將搭載完全不同的3種科學(xué)載荷，包括兩臺由歐洲提供的儀器，專門設(shè)計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儀和“自轉(zhuǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)試驗”探測設(shè)備。其中地震儀設(shè)備和地?zé)崃髦堤綔y儀分別由法國和德國研制。除了上述3種探測裝置，還裝備了2臺相機，可對火星氣壓、溫度和風(fēng)速等進行測量，用于對地震儀數(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)部活動導(dǎo)致的地震，還有一些小行星、隕石會撞到火星引起一定的震動。” 鄭永春介紹說，“地震波的傳播會反射信號，根據(jù)信號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，各個分界線在哪里，地殼的厚薄，是否存在地幔等問題。”
　　“地震是我們了解地球內(nèi)部，火星內(nèi)部和月球內(nèi)部的一個非常重要的儀器手段?！?鄭永春補充道。
　　熱流探測儀主要是測量火星表層一定深度的溫度和梯度。通過測物質(zhì)的溫度梯度和物質(zhì)的熱導(dǎo)率相乘，就能算出來熱流，單位面積單位時間從內(nèi)部傳遞出來的熱量，根據(jù)這個熱量和地震波的數(shù)據(jù)相結(jié)合，就可以推測火星內(nèi)部熱量的釋放情況。
　　根據(jù)相關(guān)資料，測熱流可以了解內(nèi)部能量的釋放情況，能量的釋放情況就是通過內(nèi)部放射性元素的衰變來實現(xiàn)，從而推測火星現(xiàn)在內(nèi)部的熱量。火星形成初始的情況，可以通過一個模型來推測，比如說當(dāng)時含有多少放射性元素，對比現(xiàn)在含有多少，可以推測現(xiàn)在火星內(nèi)部的熱量的多少，二這個問題關(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。
　　簡而言之，地震儀是用來探測火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分層，而熱流儀是探測火星內(nèi)部的熱演化歷史。
　　“深空探測國際合作的又一范例”
　　“洞察”號項目是一項國際合作深空探測項目?！斑@一成就代表了美國和我們的國際伙伴的智慧，也證明了我們團隊的獻身精神和毅力。” 美國宇航局局長吉姆·布里登斯丁指出。美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）報道稱，“洞察”號登陸成功之后，美國副總統(tǒng)彭斯打電話向整個團隊表示祝賀。
　　在“洞察”號探測器上，地震儀由法國研制，熱流探測儀由德國研制，而這兩個是探測器的最重要三個儀器中的兩個。


　　測試中的“洞察”號
　　“成功登陸火星為未來探測工作展開奠定了基礎(chǔ)，如果項目順利完成，那么‘洞察’號將成深空探測國際合作的又一范例?！饼嬛普J為。
　　值得一提的是，“洞察號”任務(wù)還將部署2顆微型衛(wèi)星，以便在著陸階段試驗性地給地球提供實時中繼信號。這也是深空任務(wù)中首次使用“星際微型衛(wèi)星”
　　“洞察”號任務(wù)使用的兩顆微型衛(wèi)星被稱為“火星立方體一號”，它們將和“洞察號”一起發(fā)射升空，并踏上前往火星的旅程。當(dāng)“洞察號”登陸火星時，它們將從火星旁邊飛過，并向地球中繼衛(wèi)星傳輸“洞察號”的登陸數(shù)據(jù)。據(jù)美國宇航局介紹，“火星立方體一號”就像“洞察”號登陸探測器的中繼衛(wèi)星，可以大大提高“洞察”號的信號傳輸效率，如果試驗性任務(wù)獲得成功，未來微型衛(wèi)星將應(yīng)用于更多的探索太陽系的星際任務(wù)。
　　“火星立方體一號”只是一個試驗項目，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’中繼任務(wù)是火星勘測軌道器已經(jīng)對軌道進行了調(diào)整，迎接2016年到來的‘洞察號’，它可幫助‘洞察號’進行軌道修正，為‘洞察號’提供精確的下降軌道，并將親自見證“洞察號”進入火星大氣層及著陸過程，存儲并記錄數(shù)據(jù)。一旦‘洞察號’抵達火星表面后，偵察軌道飛行器將擔(dān)任中繼通信任務(wù)?！?br>　　【編輯：朱曦東】