刚刚,240万人类名字跟洞察号飞向了火星《下一站火星》#12

2018年5月5日,执行过众多太阳系内科学探索发射任务的宇宙神V型火箭再度立功,一枚V401型号火箭从范德堡空军基地成功起飞,助力洞察号火星探测器飞向火星。

由于地球和火星相对太阳位置不同,二者的轨道周期/一年长短完全不同:地球365天,火星687天。它们因此存在一个780天的会合周期:每到这一刻,火星和地球的相对位置最小,可以允许在人类航天现有技术下实现一次火星探测,这就是火星探测时间窗口2年2个月的来历。

在2018年这次时间窗口,这也是人类唯一一次任务。在未来的时间内,洞察号将经过近7个月、超过4.8亿千米的旅程,最终在遥远的火星实现降落。

自从1960年前苏联发射火星1号渴望探测火星这个行星邻居起,人类迄今已经进行了55次火星探测,但其中包括苏联第一个火星探测器火星1号、美国第一个火星探测器水手3号、俄罗斯第一个火星探测火星96、日本第一个火星探测器希望号、欧洲第一个火星着陆器小猎犬2号、中国第一个火星探测器萤火1号在内的众多探测器都失败了。

68年内,人类的成功率仅有53%。

水手四号是人类第一个成功的火星探测器:1965年7月14日飞掠火星,但随后很快滑入深空


这些探测器主要包括四类:

  1. 星际飞掠:早期的各类火星探测器,验证深空探测制导与控制技术,例如水手四号;
  2. 环绕火星:在轨道上对火星的大气、磁场、重力场、地表进行简单研究,为着陆器做信号中继,例如火星奥德赛号;
  3. 着陆火星:抵达火星表面某定点,研究火星浅层土壤结构,例如海盗号;
  4. 巡视火星:火星车,可以探测大范围的火星地表情况,例如好奇号。

几十年来,成功抵达火星的探测器对火星表面和大气有了很深层次的研究,它们的结论告诉我们:火星是个极其荒芜的地方,几乎没有空气(仅有地球1%大气压),温度很低(在零下100多度到零上30度之间徘徊),没有液态水。


但生活经验告诉我们:为了解一个人,需要了解他的外界和内在。

同样的道理,为了解一颗行星,我们既需要知道它的外在表现,又需要知道它的内在规律。

俄罗斯曾在火星96项目、美国曾在极地登陆者项目挑战研究火星内部,它们的逻辑类似:通过带有传感器的撞击器撞入火星深层土壤,将内部的信息传递给地表探测器。然而很不幸,火星96没离开地球就失败。极地登陆者更悲惨,在距离火星南极附近仅40米的高度着陆时坠毁。

可以说,人类目前对于火星土壤深层几乎一无所知,但对它们的研究却是必须的。

由于火星的体积(15%地球)和质量过小(11%地球),星球体积越小它的表面积(火星表面积相当于28%地球)相比质量和体积就越大,就更容易散热。而磁场的产生,跟行星的高温液态内核是分不开的,例如地球内核是庞大的高温铁镍金属流,它们形成了强大的磁场,抵御太阳和宇宙射线的损害,才使得地球大气得以保存,当然最重要的是保护了所有的生命。

地球的液态内核和因此产生的磁场庇护了地球所有生命 (来自:ESA)


而火星过早散去了内部的能量,失去了磁场,也没有足够的引力,导致无力保护大气层、被太阳风一点一点剥离,仅有的水也随着表面接近真空状态而丢失,也失去了孕育生命的可能性。

地球无论如何都会在未来丢失掉能量,走上火星的现在。因此,研究火星的内部地质情况,无论是分析火星当下情况的演化历史进程,还是更好研究地球的未来,都有很大意义。

等于说火星是个完美的试验田,太阳系乃至宇宙内独此一家。


这个洞察号(Insight)就是美国新一代火星探测器,为了补充之前火星探测任务没有做过的事情:探测火星的内部地质情况。它主要携带了最先进的行星地震仪(火震仪)和热流侦测器,将会为我们带来前所未有的新发现,深入火星内部,意义不言自明。

洞察号组装车间情况


在它的任务周期中,只需要安稳落在火星表面(选定地质情况良好的埃律西昂平原),毕竟是长期探测地震,只需要定在那里即可。洞察号的成本并不高,原计划研发费用在四亿美元左右,之所以这么便宜有一个很重要的前提,它基于2007年凤凰号火星探测器的平台发展而来,大大减少了研发费用和相关成本。但由于后续的所有新仪器和发射费用,最后还是高达8.3亿美元,让人不禁对火星探测的费用再次咂舌。

凤凰号的组装情况,可以看到俩几乎一模一样

洞察号将会"深入地底",研究那里深藏的秘密


此外,洞察号还将携带一个小型双星编队飞掠火星,它们仅能执行飞掠任务无法进入火星轨道,不过它们将验证最新的深空探测实时通信和新频段通信技术。

洞察号抵达火星后,人类在火星的在编(依然处在工作状态)使者团队又将扩编。现在已有8位:美国奥德赛号轨道器(2001年)、欧洲火星快车号轨道器(2003年)、美国机遇号火星车(2003年)、美国轨道侦察器(2005年)、美国好奇号火星车(2011年)、美国MAVEN轨道器(2013年)、印度曼加里安轨道器(2013年)、欧洲ExoMars轨道器(2016年)。


另一方面,NASA的科普宣传水平依然发挥稳定,NASA宣布在洞察号任务的芯片储存区间里留出一块给所有愿意"前往"火星的人:你可以注册下自己的名字。NASA已经收集了超过200万个名字刻进洞察号的储存器里,跟着洞察号一起飞向火星,并将永远留在那里。

下面是笔者的火星"船票"。

起飞地:地球,美国,加利福尼亚州,范德堡空军基地

起飞时间:2018年5月5日

目的地:火星,埃律西昂平原(最快乐的平原)

行程/积累里程:484773006千米


洞察号出发,人类距离成为一个能跨越行星生存的物种,再近一步。





还有更多火星相关内容在本人自己录制的喜马拉雅音频,可以听一听:

科学发声会(一):下一站火星_有声小说在线收听-喜马拉雅FM


这是本专栏《下一站火星》写作计划的第十二篇,往期内容:

太空精酿:我们为什么要走出地球?《下一站火星》发刊太空精酿:火星:东方荧惑 《下一站火星》#2太空精酿:火星:西方战神《下一站火星》#3太空精酿:宇宙中会有外星生物么?一定的!《下一站火星》#4太空精酿:好奇号火星车:带1分买路钱的JPL史上最大广告《下一站火星》#5太空精酿:为什么金星完全不值得星际移民开发?《下一站火星》#6太空精酿:为什么水星更不值得人类星际移民开发?【下一站火星】#7太空精酿:为什么人类在过去的 46 年没有再登月?《下一站火星》#8太空精酿:火星的大气为什么没救了?《下一站火星》#9太空精酿:终有一天,火星会拥有壮观的火星环《下一站火星》#10太空精酿:二战如何孕育了人类航天?《下一站火星》#11

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来源:知乎 www.zhihu.com
作者:太空精酿

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