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NASA“洞察号” 火星探測器,10件事出乎我們的意料

[2018年5月5日 20:04:45] 更新:《傾聽紅色星球心跳!NASA洞察号火星探測器發射升空》

據Space中原標準時間5月5日報道,美國航空航天局的“洞察号”将“深入火星内部”,探究火星震、火星“地核”的秘密。“洞察号”并非人類着陸火星的首個航天器,但卻是“深入火星内部”的首個航天器。

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“洞察号”的許多細節會讓我們大感意外,以下是它十大出人意料的真相:

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首次“深入火星内部”

人類對火星的了解很“膚淺”。NASA的“好奇号”和“勇氣号”火星車對火星表面拍攝了大量照片。“好奇号”還收集了一些樣品供以後分析之用。“好奇号”也能鑽孔,但隻能在火星表層土上鑽孔。另外,航天器還在上空對火星進行了大量研究,拍攝了許多火星表面的高分辨率照片,并對火星大氣層進行了研究。

“洞察号”的目标不是在火星上“漫遊”,而是“原地不動”。這使得它能精确地了解火星内部情況,其中包括(由火星震和隕石撞擊造成的)地震活動,以及(通過分析其晃動了解)火星“地核”的尺寸和形狀。“洞察号”的名字——Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport(使用地震調查、大地測量學和熱傳輸進行内部探測)——就揭示了其主要任務。

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有助于我們了解其他行星

開普勒天文望遠鏡向我們表明,類地行星(地球或尺寸略大的“超級地球”)在宇宙中十分普遍。由于它們距離地球過于遙遠,對它們進行研究難度非常大,是以研究火星有助于我們預測這些類地行星的成分和大氣層。即使在我們的太陽系中,研究類地行星也有助于我們了解它們各不相同的原因。例如,地球上為什麼會有大量水存在,而火星上的水則消失了呢?

NASA在一份聲明中表示,“在岩石行星中,我們仔細研究過的唯一行星是地球。通過對地球和火星内部進行比較,‘洞察号’團隊希望能更好地了解太陽系。他們的了解可能有助于我們搜尋與地球相似的系外行星,縮小可能存在外星生命的行星範圍。是以,雖然‘洞察号’是火星任務,但它又不僅僅是火星任務。”

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“洞察号”可能發現火星震

正如上文所述“洞察号”的目标之一是探測火星震或地震活動。之前曾有其他任務進行相同工作,但可惜均铩羽而歸。1976年,NASA向火星表面發射了兩個航天器——北歐海盜1号、2号。它們也攜帶有地震儀,不過地震儀在飛船頂部。由于地震儀在風中搖擺,它們的資料并非十分靠譜。

地球上的地震主要是由地殼闆塊運動引起的,但科學家預計,在火星上,地震将主要是火山、地殼裂縫和隕石撞擊引發的。NASA表示,每次火星震都能揭示火星内部構造。通過研究地震波如何穿過行星不同層(地殼、地幔和地核),科學家可以推斷不同層的深度群組成。從這一意義上說,地震相當于給火星拍攝了一張X光片。

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NASA天線将從地球上追蹤“洞察号”在火星上的位置

“洞察号”将定期向NASA的“深空網絡”(Deep Space Network)——與太陽系中飛船通信的一系列巨型天線——報告其位置。“洞察号”位置資料精度将達到英寸或厘米級别。

NASA表示,“科學家将利用在‘洞察号’任務期間收集的資訊,了解火星在其軌道上晃動的程度。這對于确定火星‘地核’尺寸,以及它是液體還是固體非常關鍵。”

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“洞察号”将揭示火星和地球間的關系

雖然科學研究表明地球、月球和火星是由相同類型的物質構成的,隻有詳細的研究才能證明這一假設的真僞。“洞察号”的溫度探頭将深入火星地表以下16英尺(5米)——目的是避免受到季節對溫度的影響。每向下“鑽探”1.5英尺(50厘米),它将發送一次溫度脈沖,傳感器然後會考查溫度脈沖的變化。

NASA表示,“如果火星地殼成分是熱的良導體,例如金屬,脈沖會衰減得很快。如果火星地殼成分是熱的不良導體,例如玻璃,脈沖會緩慢衰減。這可以告訴科學家,随着深度加深,溫度上升有多快,以及熱量在火星内部流動的情況。”

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“洞察号”是從美國西海岸發射的首個星際航天器

NASA曾多次向火星發射航天器,但它們都從佛羅裡達州升空。據NASA稱,一個重要原因是從東海岸發射,航天器更容易到達其他行星。但“洞察号”發射地點是位于加利福尼亞州的範登堡空軍基地,這是因為它将搭乘運載能力更強大的阿特拉斯V-401火箭——即使從西海岸發射也能将航天器送往火星——升空。

NASA聲明,“之是以選中範登堡空軍基地,是因為在‘洞察号’發射視窗(從5月5日至6月初)内,它可用性更高。”

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兩顆立方體衛星與“洞察号”結伴而行

在飛往火星途中,“洞察号”并不寂寞,有兩個昵稱分别為“Wall-E”和“Eve”的小夥伴與它同行。它們的正式名稱為“Mars Cube One”,屬于立方體衛星,能完成相對簡單的任務,例如通信或用小型望遠鏡觀察地球。

“Mars Cube One”的目标,是在“洞察号”在火星上着陸期間傳輸與它有關的資料。這有助于我們更多地了解航天器是怎樣在火星上着陸的,這非常重要,因為航天器在火星上的着陸總是會出現各種小問題。

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可能揭開火星火山之謎

火星上有些非常大的火山,尤其是奧林帕斯火山——高度為16英裡(25公裡),是珠穆朗瑪峰的3倍。它是塔爾西斯火山高原的一部分。據NASA稱,火星内部的熱量對奧林帕斯火山的形成有影響。

NASA表示,“‘洞察号’的溫度探頭能深入火星地表以下16英尺(5米)深處,首次測量火星内部的熱量流動。把熱量流動速度與‘洞察号’獲得的其他資料結合,将揭示火星地表的變化與内部能量之間的關系。”

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把火星當作時間機器

地球和金星——太陽系中的另外兩顆類地行星——構造相當活躍,許多過去的“痕迹”已經遭到破壞。火星就不一樣了。據NASA稱,火星地表與30億年前相比變化不大。

據NASA稱,“由于火星的大小隻相當于地球和金星的三分之一,蘊含的能改變行星構造的能量更少,這使得它在許多方面成為化石星球,還儲存有大量太陽系的秘密。”

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“洞察号”的資料将“永生”

“洞察号”的設計壽命是一個火星年(兩個地球年),以追蹤火星内部在“一年四季”期間的變化。許多人都認為,當一項任務結束後,相關研究工作也就全部結束了。事實上,研究人員可以将資料存檔,供未來研究之用。

“洞察号”的資料可以應用于地球構造闆塊、系外行星等領域。科學家可以在未來——有更好的工具問世時——對其資料進行進一步研究。