北京时间2018年11月27日凌晨3点54分,洞察号火星无人探测器在火星表面成功着陆,开始执行人类首次探究火星内心奥秘的任务。随后,洞察号通过与其同行的迷你卫星传回了火星的第一张照片。
这张照片有些模糊,据说这是由于拍摄照片时,探测器相机上的防尘罩尚未摘除导致的。不过尽管照片不太清晰,但意义依然重大,这表明探测器已经成功着陆,人类的文明又向前迈出了一大步。
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洞察号着陆的地点是一片较为平坦的区域,地点看似随机,其实背后进行过严密的科学筛选。科学家们首先要保证降落区域有充足的阳光照射,这样才能有充足的电能驱动探测仪器,其次要保证降落区域的地形足够平坦、地层相对疏松,因为接下来洞察号要在火星上钻一个迄今为止最深的孔洞。为了选择这样的合适位置,NASA用了4年多的时间来考察,筛选出了4个备选区域,这些区域都位于火星北纬3度-5度之间的赤道附近,最终选择了火星北纬4度东经135.9度的位置。这里距离之前着陆的“好奇”号火星车大约600公里。
截至目前,人类已经向火星发射了超过40颗以上的探测器,它们分别对火星的大气、磁场、地标进行了研究,比如“好奇”火星车,它主要是对火星表面的地质情况和物质的化学成分进行分析。但是这一次,洞察号是去探测火星内部构造的。
洞察号将在火星表面放置一台地震测量仪,然后用一个热流钻头向火星内部打一个深达5米的孔洞,再利用无线电通信测量火星自转轴晃动情况。
上图中,左边那个白色的半球形物体就是地震测量仪。它可以测量火星上的震动,包括低频的火星大气波动、卫星对火星产生的引力波动以及高频的火星自身震动信号。通过收集这些数据,人类可以大体推算火星的内部状况。
上图中右侧,机械臂旁深入地下的部分则是洞察号携带的热流探测仪。机械臂本身并不携带钻头,但是热流探测仪会自动向下钻探,深度可达5米。我们可以把它理解成一个温度计,热流探测仪可以用来测量火星内部的热量散失情况。
这一盾一剑的设计,让洞察号看起来更像一位勇敢的“星际武士”。
顺便一提,洞察号是NASA制造的,但是地震探测仪是法国空间局主导制造,热流探测仪是德国制造的。在当代,这些人类科技最前沿的技术更需要全人类精英们的协作。
另外,洞察号还有一个“旋转和内部结构实验仪”,这个设备可以通过火星与地球间的无线电传输来评估评估火星绕轴旋转产生的扰动,从而为测算火星内核大小提供线索。
为了保障洞察号的任务顺利进行,NASA还让还让两颗迷你卫星——“瓦力”和“伊娃”与洞察号同行,它们一路将洞察号的状况远距离发回地球。当洞察号在火星表面成功着陆之后,它们的任务已经完成。它们没有携带燃料,因此不能减速和改变轨道,而由于它们的速度超过了火星的逃逸速度,所以它们也不会被火星俘获,它们将会掠过火星,在太阳系内浪迹天涯。
而洞察号将持续工作一整个火星年,这个周期大致相当于2个地球年。
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火星是太阳系由内往外数的第四颗行星。随着星球轨迹的变化,火星离地球最远的时候,距离大概是4亿公里左右。每隔15年,火星和地球会有一次“亲密约会”,二者距离将会缩短到5500-6000万公里,,大体相当于绕地球赤道180-200圈的样子吧。
2013年1月,软件工程师Kevin Gill用火星地形资料“还原”了一个火星。在他制作的图片里,火星看起来简直就是一个克隆版的地球,那里和地球一样有大量的海洋、山川以及沙漠,平原地区覆盖着众多的绿色植被,高纬度地区有苔原和冰川,赤道地区则有热带雨林。
Kevin Gill描述的火星是他美好的想象,那并不是真实的火星。
据目前所知,火星上基本就是一个大沙漠,地表遍布沙丘和砾石,空气以二氧化碳为主,大气既稀薄又寒冷,中间还悬浮着沙尘,经常有沙尘暴发生。地球的地质活动比火星活跃,尽管地震海啸之类的变化常常会带来灾难性影响,但是这其中也体现了地球的生机,而火星地址活动不活跃,地表地貌在远古时期基本都已经形成。
火星上有太阳系最高的山——奥林帕斯山,也有太阳系最大的峡谷——水手号峡谷。这样的火星地理命名有时候会让人产生一种错觉,以为火星和地球一样,上面生存着某种生命体,或者说,火星有望成为人类的第二母星,但是至少目前人类没有在火星上发现任何生命的迹象,现在也无法真的让马斯克移民火星。
但是,人类依然乐观地认为,火星是太阳系中最有可能存在地外生命的行星。因此,在许多影视作品里,人类用自己的想象力塑造了一个外星物种——火星人。
还有一种有趣的猜想。有一些学者认为,地球生命很可能就是源于火星。在遥远的N亿万年前,火星人的文明走到了尽头,然后他们来到了地球,带来了生命的种子。
有关于地外生命的猜想,最根本的原因可能是人类执着地认为,浩瀚的宇宙中有着不可穷尽的星体,类似于地球这样的星球总会存在的,不可能只有地球上存在着生命。这种执念不知道属于正执还是偏执,因为它既无法证实,也无法证伪。
洞察号的两颗卫星伴侣“瓦力”和“伊娃”的成本约为1850万美元。洞察号最初的预算是6.75亿美元,原计划于2016年3月发射,但由于其搭载的地震测量仪主要传感器出现真空密封不严的问题,发射被迫推迟。之后,地震测量仪重新设计,发射时间也推迟到2018年5月5日,项目成本超过9.93亿美元。
然而,洞察号只是作为全部三个参加竞争美国宇航局“发现”计划经费支持的项目之一。
另一个维度上,NASA的“发现”工程项目是希望利用较小的投资获得新的发现,因此每个项目预算不超过4.5亿美元(洞察号因特殊原因超支了),而“好奇号”这样隶属于“旗舰”项目的工程耗资高达25亿美元,卡西尼·惠更斯探测器花了39亿美元。与这些相比,洞察号的投入还只是一个“小项目”。真正的星空探索是极其烧钱的活动,那可不是几张纸牌和一句水逆就可以画上句号的事情。
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人类为什么要探索宇宙?这是一个很宏大的问题,但它也是可以讨论的。
首先,人类目前所掌握的一切知识都来自于对宇宙的思考与探索,探索宇宙是推动人类文明进步的关键。