洞察号 火星要做“45亿年来的第一次体检” “洞察”号与其前辈有何不同

北京时间5月5日19时05分，美国使用宇宙神5号运载火箭，从西海岸范登堡空军事基地将“洞察”号火星登陆器送入“泰”/k0/]。“洞察号”是第一艘探索火星深处的宇宙飞船。它将通过倾听火星的振动和测量其热量输出来研究火星的内部结构，揭示岩石行星的形成，填补火星地球物理学空的空白，更好地了解其他岩石行星是如何诞生的。

深入内部探究竟

洞察号将采用降落伞＋缓冲发动机反推＋着陆腿的方式在火星着陆

Insight的着陆点“Insight”登陆火星，重360公斤，最大宽度约6米。它由两个圆形太阳能电池板供电，可以像纸扇一样展开。《洞察》将在上升空后飞行4.85亿公里，持续6个多月，于2018年11月26日降落在火星北半球赤道附近的伊勒乌斯平原。之后，“洞察”将首次开展为期2年的火星内部深处实地考察。在此之前，人类进行了47次火星探测，都是研究火星的全球、表面、大气和磁场。在任务期间，Insight将总共发回30GB以上的数据。

选择着陆点花了4年时间，最终确定具体的着陆点坐标为4.5 N和135.0 E..因为这里地势平坦，没有沟壑，阳光充足，可以给太阳能电池板充电。此外，着陆点距离好奇漫游者600公里，可以与目前运行的五颗火星轨道飞行器任务进行通信。为了有足够厚的大气层，保证着陆时降落伞的缓冲需要，着陆点应在火星大地水准面以下2.5公里，地形坡度应小于15°，石料不宜过多，风化层松软，便于着陆和钻5米深的孔。

与前辈不同，Insight的调查不再是“浮在表面”。而是要探索火星内部，获取关于火星地质和内部结构的新数据，研究太阳系内部所有岩石行星的演化过程。

它的探测器将钻入地下5米的深度，以调查、测量温度和重力波动等。，并帮助科学家弄清火星的核心是由液体还是固体组成，从而研究火星和其他行星的结构和演化。它还将探测红色行星的旋转、地核的厚度、地壳和地幔的结构、内部热能、构造运动、火灾地震活动以及陨石对火星的影响。

因为“洞察”将能够探测到火星核心、地幔和地壳的大小、厚度、密度和整体结构，以及热量从火星逃逸的速度，它可以研究太阳系内部所有岩石行星的演化过程，提高对这一过程的认识。

因为“洞察”可以探索太阳系中除地球以外的岩石行星的内部结构，可以为是否在其上建造永久性建筑提供参考；它还可以帮助科学家拼凑40多亿年前陆地世界的形成过程；我们还可以了解火星的内部温度信息，研究火星的天气，通过大气揭示太阳风、宇宙射线和带电粒子是如何影响火星表面的。它获得的所有信息对未来人类登陆火星具有重要的参考价值。

各国“神探”显身手

洞察号内部设备

打造洞察号火星着陆器

基于美国的“洞察”火星着陆器的开发实际上是一个国际合作项目。

Insight的管理、平台、组装、发射和运行，以及一些科学探测仪器，由美国航空公司空 NASA和洛马公司的喷气推进实验室负责。

地震仪是“洞察号”上最重要的科学探测仪器，由法国台太空国家研究中心研制。该仪器的核心是安装在钛合金球形true 空容器中的三个高精度、宽频带的火震传感器，非常灵敏，可以测量氢原子直径小于1/4的地震动，记录火震或陨石撞击，准确掌握火星的火震等内部活动，研究火星地壳和地幔对陨石撞击的响应，为了解行星内部结构提供线索。所以技术很难。

火地震仪和快照相机一样，可以拍摄行星内部的图像，相当于对行星进行CT扫描。当火星上的岩石破裂或相对移动时，产生的冲击波将在整个星球上回荡。这些冲击波的传播速度取决于穿过它们的介质的性质，因此速度会有所不同。火灾地震仪可以探测这些火冲击波的强度、频率和传播速度，并获得火冲击波经过的地质介质的信息。

每次火星上发生火震，Insight都能拍下火星内部的快照。在Insight的任务期间，它可以记录几十到几百次火灾地震。火星大气稀薄，小陨石经常通过火星大气落在火星表面，带来震动，高温计也会记录下来。

事实上，早在美国阿波罗载人登月时，宇航员就在月球上放置了四个月球地震仪。20世纪70年代末，美国维京火星登陆器也搭载了火灾地震仪，但这些火灾地震仪并没有接触到火星表面，因为安装在登陆器顶部，登陆器底部有减震器，所以无法有效记录火星的火灾震动信息。

“Insight”上的热流探头是一种自穿透热流探头，由德国的Deutsche Welle 空航天中心研制。它被用来探测从火星核心到地表以下5米的热量，并帮助揭示火星的热历史。比之前火星车上的小铲子等工具威力大很多。它可以深入火星表面以下，测量火星内部的能量。

“洞察”上的风和大气温度传感器和高分辨率压力传感器是由西班牙天体生物学中心开发的，用于监测着陆点的天气，帮助科学家消除火星天气环境造成的干扰。因此，这种“洞察”将允许科学家消除由天气引起的振动“噪音”，并整合这些真实数据来提供最全面的地质“快照”。

科学家将通过这些先进的仪器探测火星的各种“生命迹象”，通过高温计探测其“脉冲”，通过热流探头测量其“体温”，通过“旋转与内部结构实验”天线观察其“条件反射”。这些“生命迹象”不仅是几亿年来火星生长的记录，也是解开太阳系类地行星演化之谜的关键。结合以上各种来源的信息，科学家们有望获得迄今为止最完整的火星图片。研究人员称这种对火星“脉搏”和温度的准确把握是“45亿年来对火星的首次物理检查”。

姗姗来迟增成本

“洞察”原定于2016年3月推出。但在发射前，发现法国在“洞察”号上研制的一种重要科学探测仪器失灵，即仪器的真空容器泄露，错过发射窗口，要再等两年。它被推迟到2018年推出，这将额外花费1.5亿美元。这一事件不仅揭示了技术问题，也说明了国际合作中的质量管理问题，因为真空容器并不是一个技术难度很高的装置。在延迟期间，真正的空船由美国喷气推进实验室重新设计和制造。

240多万人名上火星

“洞察”号在登陆火星的同时，还会携带两个常用公众名字的微芯片登陆火星，以此激发公众对火星探索的兴趣。

从2015年开始，美国航空公司空 NASA就让公众通过官网把自己的名字发到Insight的芯片上。包含公众姓名的信息存储在芯片上，并将与洞察一起前往火星，开始一次虚拟的火星之旅。2015年8月，近82.7万人在Insight的芯片上写下了自己的名字，但由于Insight的推出因失败而推迟，收集到的名字越来越多。为此，2017年，美国航空公司空 NASA在“洞察”号上又增加了一个微芯片，让公众可以上传自己的名字。

“洞察”火星之旅的名称收集活动于2017年11月1日结束。芯片上刻有240多万人的名字，其中美国名字65.3万多个，中国名字26万多个，俄罗斯名字6.35万个。赤道几内亚人的名字最少，只有七个。这些名字每个字母的宽度只有400纳米，占据的体积非常小，所以可以承载很大的数字。