理解NASA洞察号着陆重要性的4个贴士

当美国国家航空航天局(NASA)的“洞察号”(InSight)着陆器成功着陆的时，控制室里爆发出热烈的掌声和欢呼声。到底是什么使这个航天器在火星的着陆如此特殊，而我们又可以从这次任务中学到什么呢？

       

     

Sabrina Stierwalt（bing）

由物理学家萨布里娜·斯蒂尔沃特（Sabrina Stierwalt）发布于：“每日爱因斯坦”

                                  2018.11.27

       

     

“ 确认触地！”在美国宇航局的电视直播这一进程后，NASA喷气推进实验室的控制室里爆发出热烈的掌声，科学家们互相拥抱以庆祝。2018年11月26日，周一，美国宇航局的“洞察号”着陆器成功登陆火星，它的任务是探索火星的内部。

在着陆器着陆的几小时内，科学家们依旧不清楚着陆器的完整状态，但着陆器向地球发送了第一次通信，表明在这个状态下这套设备可以正常使用。“洞察号”已经把他拍摄的第一张照片上传到推特上了。所以为什么“洞察号”的成功着陆是这样吸引人，同时我们又可以从这项任务中学到什么呢？

1. “洞察号”的着陆是一项难以置信的成就。

我们已经多次在火星表面成功降落了许多复杂的（或者说昂贵的）飞行器，所以洞察者的成功着陆似乎已经过时了，但我向您保证，这是一件非常重要的事情。

205天前，洞察号由阿特拉斯5号火箭从美国西海岸发射升空，飞行了3.01亿英里。飞行器以每小时13000英里左右的速度接近火星，在准备降落时不得不减速到每小时1000英里左右（在两分钟内改变12Gs）。在这个过程中，隔热罩的温度超过了2700华氏度，这足以熔化钢铁。

飞行器还必须以12°的角度进入火星大气。角度太大或是温度太高都不利于飞行器的生存。如果角度太小，飞船会被大气反弹回太空。

在着陆时，所有的起落架必须一起工作。降落伞必须要展开，小的爆炸会发生在隔热罩上，而且飞行器的腿必须在雷达检测到离地面一公里时伸出来。最后，在着陆器将要降落到地面前，助推器启动，使速度降为每小时5英里。12个引擎的正常工作保证着陆器以持续稳定的速度接近地面，希望在最后一次反推的颠簸中没有一个设备收到损伤。

在43次火星任务中，只有18次成功。1999年，美国国家航天局(NASA)的一艘航天器撞上了火星南极，就在一年前，环火星气候探测器(Mars Climate Orbiter)在进入火星大气层时解体。2016年，欧洲航天局（The European Space Agency）的斯基亚帕雷利着陆器（Schiaparelli Lande）坠毁在火星表面。所以，就像我说的，在火星表面成功着陆仍旧是一件大事。

       

     

环火星气候探测器(Mars Climate Orbiter)

2. “洞察号”火星着陆器与“漫游者”不同。

为什么还要执行另一个火星任务?呃，不像火星探索漫游者：勇气号、机遇号，或火星科学实验室漫游者：好奇号，它们被设计用来在红色星球上旅行，了解不同类型的表面地形，而洞察号着陆器被设计用来在着陆后停留在原地。这是因为“洞察号”的主要目的是挖掘。2012年登录火星的“好奇号”漫游者只往下挖了几英尺，而“洞察者”则准备向下探索16英尺（约5米）。

“洞察者”小组选择埃律西昂平原作为它的着陆点，那里平坦而乏味，因此那里是探索地表之下的好地方。

3. NASA的科学家们使用增强现实技术来帮助他们像洞察号一样观察火星。

为了帮助“洞察号”做好准备，美国国家航天局（NASA）的科学家在实验室里复刻了预计降落地点的火星的地形，还制作了一个洞察号着陆器的复制品。着陆后，他们会根据“洞察号”拍摄的它周围的照片来调整复刻的地形。首先，他们将把这些图像传输到三维显示增强头戴式视图器中，然后把这些图片叠加到实验室环境中，以3D形式重现火星景观。然后他们可以用更老式的工具，比如铁铲，来改变现实生活中的灰尘和污垢。

       

     

洞察者传回的照片（bing）

如果你想体验与火星相关的增强现实，请查看由美国宇航局喷气推进实验室的可视化专家开发的航天器AR应用程序。这款智能手机应用程序将美国宇航局的航天器放在你的正前方，以便近距离观看。

4. “洞察号”将是研究火星内部的第一个任务。

“洞察号”有三个主要目标，被描述为类似于获取火星的生命迹象，即火星的脉搏、反射和温度。

       

     

“洞察号”还会使用地震仪来测量穿过火星内部的波的强度和频率。这些测量结果揭示了是什么产生了波，以及波正在穿透的物质的性质。科学家怀疑这种所谓的地震活动是由火星地震和陨石撞击造成的。测量这些波可以让我们了解火星地核的大小，不同层（即地壳、地幔和地核）的深度和组成。

“洞察号”还会观察来自地球的无线电信号的变化，来测试火星在绕太阳运动的轨道上的摆动。摆动的数量展示了火星地核的组成：液态的地核会带来更多的摆动而固态的地核会带来更少的摆动。

最后，“洞察号”将提供一种名为“鼹鼠”(mole)的设备，它将深入地表以下16英尺深处，测量地球的温度。这个高科技体温计可以告诉我们有多少热量从这颗红色星球内部逃逸，以及全年的温度波动有多大。由此我们可以得到一个非常有趣的问题的答案，火星内部是否足够温暖，使得液态水可以存在于地表下。

所有这些测量，或生命特征，最终告诉我们火星内部的组成。一旦我们知道火星是由什么构成的，我们就可以评估火星在45亿年前是如何形成的了，同时，我们还可以更好地了解其他像地球一样的岩石行星的形成过程。

       

     

火星（bing）

作为一位天文学家，我不仅对我们可以从洞察号着陆器学到的科学知识感到无比兴奋，更对成功将着陆器送到火星所需的奉献精神和团队合作感到非常激动。我们都是地球人，挤在浩瀚的太空中，试图更多地了解我们是如何来到这里的。但是正如洞察号目标所揭示的那样，我们仍在探索关于火星最基础的问题的答案，我们还远不能随心所欲地访问我们的邻居星球所以让我们记住要优先照顾好我们的星球。我们和地球在一起！

作者: Sabrina Stierwalt