NASA“洞察”號火星探測器最新探測任務,將改變地球最古老的科學

除了地球,火星可能是人類在太陽系中研究最深入的行星。自1965年以來,人類已經派出一艘又一艘宇宙飛船來探測我們的鄰居。近天體飛行捕捉到了這顆紅色行星的第一張近距離照片。照片顯示出這顆行星表面佈滿岩石和坑洞;軌道飛行器發現了高聳的火山、乾涸的河床和巨大的使稀薄的空氣充滿了灰塵的風暴;登陸器在肉桂色的泥土中尋找生命的跡象,但一無所獲。火星車在地面上刻下了輪胎的痕跡,並在30億年前的岩石中發現了有機分子,這一跡象表明也許有些生物早已存在。

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即使經過了50多年的研究和探索,我們對火星的瞭解仍然是膚淺的。宇宙飛船已經在岩石中鑽孔並採集了土壤樣本,但並沒有探究到地下更深的地方。NASA噴氣推進實驗室火星進化研究項目負責人,科學家布魯斯·班納特表示,“我們知道很多關於火星表面的情況,我們知道很多它的大氣組成,甚至對其電離層也十分清楚,但我們還不知道地面下一英里處的樣子,更不用說是2000英里的地核中心。”

但是,像班納特這樣的科學家很快就會有更大的發現。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,人類製造的探測器再次成功登陸火星表面。

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此次火星探測任務被稱為使用地震調查(Seismic Investigations)、測地學(Geodesy)和熱傳輸(Heat Transport)的內部勘探,NASA的科學家們將其縮寫為InSight,即“洞察”。在過去的7個月裡,“洞察號”以每小時6200英里的超級速度在飛躍太空,在最後幾天裡,它還在為穿越火星大氣層的湍流下降做準備。“洞察號”在火星的埃律西昂平原(又稱淨土平原)著陸。這個平原上幾乎沒有岩石和山丘,距離它的鄰居、美國國家航空航天局的“好奇號”探測器僅373英里。

在未來幾周,“洞察”號的一隻機械手臂將打開一些科學儀器,輕輕地把它們放在地上。這些工具將在這些地點度過它們的整個生命,它們將自己壓入地表,以探測地表深處發生了什麼。第一次,人類將首次能夠像研究自己的行星一樣深入研究另一個岩石行星。

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多年來,科學家們發現,火星和地球一樣,有三層截然不同的結構:一層薄薄的岩石外殼,一層地幔和一層金屬內核。除此之外,科學家們對這顆行星的內部運行仍然一無所知。“洞察號”的一份科學綜述曾哀嘆道:“受到迄今為止所做的各種測量的限制和約束,甚至無法讓我們設計出一個非常簡單的火星內部結構模型。”

此次,“洞察號”的使命之一將是嘗試用的一套不同的工具來改進這個模型。”一個圓形的圓頂地震儀將放置在火星表面,耐心地等待震動,或者應該叫做“火星震”。(NASA之前的一次任務維京號(Viking)將兩臺地震儀帶到了火星,但只有一臺部署成功,科學家們懷疑,這臺儀器記錄的唯一地震事件可能是強風的產物。)

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另一種儀器將在土壤中挖掘近16英尺,測量來自星球內部的熱量。與地球一樣,火星從45億年前的熾熱形成期開始,至今仍在冷卻。第三個儀器將聚焦於登陸器本身,當行星繞太陽公轉時,跟蹤它的位置,可以揭示出關於核心大小的信息。

科學家們希望,這次“洞察號”任務將有助於解釋為什麼地球和火星在數十億年前由同一團星雲形成,後來發展成如此不同的世界。班納特表示:“我們的測量將幫助我們回到過去,瞭解是什麼造就了一個蒼翠的地球,卻造就了一個荒涼的火星。”

自從望遠鏡發明以來,人類一直在利用科技將自己的觸角伸到宇宙中,卻從未離開過地面。NASA的火星探測計劃,特別是火星車和登陸器,創造出類似於人類的身體漫遊火球表面,檢查細顆粒,並挖掘火星世界土壤的機會。雖然“洞察號”還需要數週時間才能傳回首次對火星深度測量的數據,但週一的著陸標誌著科學的轉變。地質學——所有科學中最本土的學科——即將成為星際科學。


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