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“洞察号”火星探测实录:回传照片精准定位 将实现两大科学目标

2018-12-09 09:50 编辑:TF020 来源:北京晚报

在太空中飞行了6个多月,越过4.58亿公里后,火星探测器“洞察号”降落在了火星表面的艾利希平原上。“洞察号”的成功着陆,吸引了大量“眼球”,但是“洞察号”登陆火星后的这几天在干什么,很多人却不知道。咱们看看“洞察号”登陆后都在忙些什么吧。

记者 蔡文清


新华社资料图

在洞察号最早拍摄的两张照片中,一张是背景摄像机拍的,显示了火星远处的地平线,由于半透明的防尘盖还没去掉,镜头画面布满了尘埃;一张是仪器部署摄像机拍摄的,显示了着陆点周围的情况。收到这两张照片后,美国国家航空航天局以洞察号探测器的口吻发了两条推文,一条是——“我很愉快!在我来这里的第一天,就打破了第一个记录,产生的电力比以前任何火星表面的机器人都要多。我正在一片没有岩石的沙地上晒太阳。”另一条是:“我已经逐步进入了工作流程。这是忙碌的几天,现在我发出一张新的没有相机镜头盖的火星照片。另外,我的机械臂相机还能看到新的景象。”拟人话的推文给人的感觉是,洞察号并不是一个螺母和螺栓的集合,而是一个漫游在荒凉火星上的智能机器人,它有思想有执行力,正在进行着探求未知领域奥秘的的科学研究。

此后,“洞察号”似乎就没有消息了,曾经为“洞察号”着陆而欢呼的人们也没有了有关它的新消息。事实上,洞察号并未闲着,它的太阳能电池板已经开始工作,正在补充能量。而且它又拍了第二组共4张照片,只是初来火星,周围情况不明,它还未敢轻举妄动,所有图片都是在同样两个视角拍摄的,看起来似乎和以前拍的照片一模一样,不过其中细微的差别只有专机才看得出来。再过几天,“洞察号”上相机的防尘盖都会取下,人们就可以看到火星上的美妙风景了,而且还会是立体的3D图像,以让科学家们帮助它找到放置热传感物理特性箱和地震试验仪的最佳位置。

未来几周内,“洞察号”将持续监测着陆点周围的天气和温度状况,科学家们将对它和科学仪器的健康状况进行评估;洞察号还将解锁机械手臂,使用机械手臂上的相机拍摄着落点附近地表照片,以便科学家确定将洞察号携带的科研仪器安放在什么位置。预计这些仪器成功安放到正常工作再到传回数据,将需要两到三个月时间。

中科院国家空间科学中心博士、中国运载火箭技术研究院总体设计部型号设计师钱航说,“洞察号”将用两米长的机械臂把所有科学仪器从着陆器里取出,并部署在火星表面。这是整个阶段最危险的工作,因为地球和火星之间存在十多分钟的无线电延迟,无法像在地球上一样,看到什么东西取什么东西,而只能根据偶尔拍摄的照片,像瞎子一样“盲目”遥控数亿公里外的机械臂,部署这些昂贵的科学仪器,一旦失误就将造成巨大的损失。只有一切准备就序,“洞察号”才会开始它辉煌的火星探测任务。

钱航说,起名“洞察号”( InSight ),其实是英语“地震调查,测地与地热流内部探测器”的缩写。作为第一个洞察“火心”的航天器,此次“洞察号”探测器登陆火星有两大科学目标:一是通过研究火星内部结构及过程了解类地行星的形成和演化;二是了解火星构造活动和陨石撞击活动现状。具体科学目标包括确定火星壳的厚度和结构,火星地幔的组成和结构,火星核的尺寸、组成和物理状态,火星内部的热状态,测量火星地震活动的频率和地理分布以及火星表面陨石撞击的频率。

那“洞察号”如何来实现这两大科学目标呢?

作为首个研究火星内部的火星探测器,“洞察号”将利用高灵敏度火震仪,给火星“把脉”。钱航说,单个地震仪的探测必然存在局限性,地震仪安装位置也会严重影响探测结果。美国阿波罗登月任务中安装的4台月震仪就是因为相互距离很近而很难探测到远月面的月震。1976年美国火星着陆器“海盗一号”和“海盗二号”首次着陆火星时同样携带了地震探测仪,但由于多种原因没有传回太多有效的信息。虽然这些探测仪器性能并不突出,但是它们是未来火星地震探测网络构建的先锋,为探索太阳系内类地行星内部构造和形成过程奠定了基础。此次洞察号携带了更灵敏的地震仪,且有高分辨率火星勘测轨道飞行器影像帮助定位震源,这也让人们期待洞察号有更好的表现。

同火星地震仪相似,美国航空航天局对于星球内部的热流探测也具备一些任务经验,阿波罗13、15、16和17号登月任务都携带了热流探测仪,其中阿波罗15号和17号成功在月球安装了热流探测仪。但是由于错误地估计了月球风化层岩石的硬度,最终探测仪没有钻到计划的深度。所以此次洞察号任务在进行着陆选址的时候充分考虑了着陆区的风化层厚度和岩石硬度,以使探测仪能钻到5米深的地方。

由于大部分探测任务需要长期固定在同一位置完成,“洞察号”所处的位置在火星赤道北部一块相对平坦的区域内,在这里,“洞察号”探测器将开展一系列探测任务,预计这一时间为两年左右。

来源:北京晚报 

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