【博科園-科學科普】今年夏天對NASA來說是一個忙碌的時期。目前正在為卡西尼號進入土星的大氣層進行最后的準備工作，監(jiān)測最近一次飛越地球的近地小行星，這是歷史性的旅行者號任務的40周年，并在肯尼迪航天中心舉辦了火星之夏。

除此之外位于加州帕薩迪納的噴氣推進實驗室的工程師們正忙于準備在2018年發(fā)射的地震勘測、測地線和熱傳輸(InSight)著陸器的內(nèi)部勘探。一旦被部署到火星，著陸器將會揭示火星內(nèi)部的地質(zhì)和構圖，揭示紅色行星的形成和演化的歷史。

美國宇航局的洞察火星著陸器的構想圖。圖片版權：NASA/JPL-Caltech

原定于2016年發(fā)射的著陸器的部署由于一個關鍵部件的失敗而被推遲，一個容納了內(nèi)部結構地震實驗的密室(SEIS)。洛克希德·馬丁公司(Lockheed Martin Space Systems)的技術人員已經(jīng)完成了一項新的真空裝置的工作，他們重新開始工作，在科羅拉多州丹佛市外的一個干凈的房間里組裝和測試太空船。

這個藝術概念圖從2015年8月開始，描述了NASA的“洞察”火星著陸器，完全部署在火星內(nèi)部深處的研究。圖片版權：NASA/JPL-Caltech

正如洛克希德·馬丁公司(Lockheed Martin)航天器項目經(jīng)理斯圖·斯帕特(Stu Spath)在NASA的一份新聞聲明中說的那樣：

我們的團隊上個月恢復了系統(tǒng)級的集成和測試活動。著陸器已經(jīng)完成，儀器已經(jīng)集成到它上面，這樣我們就可以完成最后的航天器測試，包括聲學、儀器部署和熱平衡測試。

除了對火星的探索外，我們還希望通過這個洞見來揭示40億年前太陽系中所有的行星(即巖石)行星是如何形成的?；鹦鞘沁@類研究的一個特別合適的目標，因為在過去的30億年里，它相對不活躍。然而當這個星球還年輕的時候，它經(jīng)歷了與地球類似的地質(zhì)過程。

換句話說由于火星內(nèi)部在過去的30億年里一直受到較少的對流影響，它很可能保存了比地球更好的早期地質(zhì)歷史的證據(jù)。洞察將通過一系列儀器來研究這一保存的歷史，這些儀器將測量地球的地震學，熱損失，以及它的核心的狀態(tài)和性質(zhì)。

一旦它到達火星，固定式著陸器將在火星赤道附近設置，并部署它的兩個折疊太陽能電池，類似于大型風扇。使其降落在幾周內(nèi),它將使用一個機械手臂將其兩個主要的工具在火星表面——上述地震實驗內(nèi)部結構(檢波器)和熱流探針(HP3)和物理屬性。

火星內(nèi)部的概念圖。圖片：NASA/JPL

SEIS儀器是由法國國家空間研究中心(CNES)與美國國家航空航天局(NASA)和一些歐洲科學機構合作開發(fā)的，它的靈敏度堪比地球上最好的研究地震儀。這臺儀器將記錄來自“火星”和“流星撞擊”的地震波，它將揭示地球內(nèi)部各層的情況。

HP3探測器由德國航空航天中心(DLR)研制，將使用一個Polish-made self-hammering機制來埋葬自己達3米深度(10英尺)以上。當它下降時探測器將擴展一個tether，它包含每到10厘米的溫度傳感器，它測量的是地下的溫度輪廓。結合表面測量，儀器將確定從行星內(nèi)部逸出的熱量。

第三個實驗即旋轉和內(nèi)部結構實驗(RISE)也將發(fā)揮作用。該儀器將使用著陸器的x波段無線電鏈路對著陸器的位置進行多普勒跟蹤，這也將允許它測量火星旋轉軸的變化。由于這些變化主要與火星的大小和狀態(tài)有關，這個實驗將闡明火星上最大的謎團之一。

由于多次探測火星表面和大氣的任務，科學家們現(xiàn)在知道大約在4.2億年前，火星失去了它的磁場。正因為如此在接下來的5億年里，火星的大氣層被太陽風吹走了。相信正是這個過程使得地球從一個溫暖的、潮濕的環(huán)境變成今天的寒冷、干燥和輻射的地方。

NASA的洞察火星探測器在丹佛附近的洛克希德·馬丁的清潔室。圖片：NASA/JPL-Caltech/Lockheed Martin

因此確定火星核心的狀態(tài)——即它是固體還是液體，或者是固體的外核和液體內(nèi)核之間的區(qū)別——將使科學家們能夠更全面地了解地球的地質(zhì)歷史。它還將允許他們以相當肯定的方式回答火星如何以及何時失去了它的磁場(因此它的密度更高，更溫暖的大氣層)。

航天器的科學載荷也有望在明年發(fā)射。目前該任務計劃于2018年5月5日發(fā)射，盡管這個窗口可以在五周內(nèi)移動到任何時間。不管發(fā)射的是哪一天，任務策劃者都表示，這架飛機將于2018年11月26日(感恩節(jié)后的周一)到達火星。

正如所指出的這項任務原本計劃于2016年3月發(fā)射，但由于在特殊金屬容器上存在泄漏而被取消，該容器旨在維持塞伊斯主要傳感器周圍近乎真空的環(huán)境?，F(xiàn)在，經(jīng)過重新設計的真空容器已經(jīng)建造和測試(并與SEIS整合)，宇宙飛船已經(jīng)準備好迎接新的發(fā)射日期了。

早在2010年“洞察使命”(InSight mission)就從28項提議中挑選出來，這是NASA“發(fā)現(xiàn)計劃”(Discovery Program)“第十二輪”選擇的一部分。與新前沿或旗艦項目形成鮮明對比的是，發(fā)現(xiàn)任務是小型的預算企業(yè)，有助于更大的科學追求。另外還有另外兩名決賽選手——泰坦神探險家(時代)和彗星霍珀(CHopper)- InSight獲得了進一步發(fā)展的資金。

參考：NASA JPL