作者:庞之浩 来源:人民日报 发布时间:2018/5/8 13:32:33
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解读“洞察号”探测器:填补火星探测最后的空白

 

5月5日,美国国家航空航天局“洞察号”火星着陆探测器在美国西海岸的范登堡空军基地成功发射。“洞察号”是世界第一个专门探测火星深层的航天器,它将通过倾听火星地震(或称“火震”)和测量火星的热量输出来研究火星的内部结构,从而揭示岩质行星的形成,更好地了解类地行星是如何诞生的。

尽管距离人类第一次探测火星已有数十年,但我们对于火星内部结构仍知之甚少。此前人类总计开展的47次火星探测都是研究火星全球、地表、大气和磁场的。“洞察号”首次探测火星内部,相当于用CT扫描对火星进行“45亿年来的第一次体检”。

从外形看,“洞察号”是在2008年火星北极着陆的“凤凰号”设计方案基础上研制而成,但携带了更先进的科学探测仪器。经过长途飞行,它将于11月底在火星北半球赤道附近的平原着陆,开展为期两年的勘测。值得一提的是,“洞察号”将与两个立方卫星一起飞往火星。这是立方卫星首次用于执行深空探测任务,在“洞察号”进入、下降和着陆火星时为其提供通信中继服务。

“洞察号”有两大科学任务:一是通过探测火星内部火震活动的规模、频率和地理分布,以及陨石撞击火星表面的频率,来确定目前火星地质构造活动的级别;二是通过调查火星内部结构和活动过程,研究类地行星的形成和演化过程。为此,科学家设定了6个调查项目:确定火星地核大小、组成和物理状态;确定火星地壳的厚度和结构;确定火星地幔的组成和结构;确定火星内部的热态;测量火星内部火震活动的幅度、速率和地理分布;测量火星表面的陨石撞击率。

以美国为主研制的“洞察号”其实是一项国际合作项目。其中最主要的科学探测仪器是地震仪。它由法国研制,非常灵敏,能监测到原子距离的地面运动。就像拍快照的相机一样,地震仪能拍下星球内部的影像,相当于给行星做CT扫描。另一台重要科学探测仪器是热流探头。它由德国研制,用于探测至地表下5米来自火星地核的热量。风和大气温度传感器及高分辨率压力传感器由西班牙研制,用于对着陆地点的天气进行监控,帮助科学家们排除火星天气环境对测量带来的扰动。巡航级、着陆器及其它科学探测仪器由美国负责研制,包括用于部署地震仪和热流探头的机械臂,协助部署仪器的中分辨率相机,测量由火星电离层造成磁场干扰的磁强计等。

科学家将通过这些先进仪器探测火星的各种“生命迹象”。例如:通过地震仪探测火星的“脉搏”,通过热流探头测量火星的“体温”。这些“生命迹象”,既是火星亿万年的成长记录,也是打开太阳系类地行星演化之谜的钥匙。综合这些信息,科学家有望获得迄今最完整的火星全貌,对未来人类登陆火星具有重要参考价值。

(作者为全国空间探测技术首席科学传播专家)

 
 
 
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