火星，请打起精神来吧：NASA发射了一个5米长的探测器来测量你的体温啦

这是自2011年发射“好奇号”探测器以来，美国国家宇航局（NASA）首次将一艘宇宙飞船送上火星表面。这真是令人兴奋！火星地表探测任务会令人产生无限遐想：每个人都想要大饱眼福——看看探测机器人漫步在其他星球的全景图像。但是NASA最新的星际使者不会做任何旅行，因为它是一个着陆器，而不是一个漫游者。虽然它可能会拍下一些梦幻般火星景象的照片，但它的目标并不在于火星表面。

“洞察号”（InSight）——英文全称意指通过地震探测、测地学和热传输来进行火星内部探索——将是首个深入火星内部的探测任务，这是一项全面的火星物理调查，将帮助科学家们回答关于火星和太阳系其他岩石体的形成、演化和构成的问题。

该着陆探测器计划于2018年11月26日到达火星。那时，它将在赤道以北的一个广阔而低洼的平原上着陆，这片平原被称为埃律西昂平原。该地区着陆对洞察号（一种太阳能的、穴居航天器）而言有两大好处：最大限度的阳光照射和平滑、可穿透的地形。在这里，洞察号将利用其双太阳能电池阵列，部署其硬件，并安顿下来进行为期两年的工作。

利用长达2.4米的机械臂末端带有五指的抓钩，着陆器将从其甲板上（附着在航天器上的一个水平表面）抓取研究仪器，把它们提升到空中，并小心地将它们放置在火星的表面。一个连接在机械臂上的相机和另一个靠近地面的摄像头将帮助“洞察号”工程师检查着陆器的周围环境，并计划如何部署它的设备。

有效载荷系统工程师法拉赫·阿利拜（Farah Alibay）表示，这一过程将需要数周的时间来准备、计划和执行，并涉及喷气推进实验室（JPL）的现场仪器实验室——位于加州帕萨迪纳市的模拟设施，任务规划者可以在向火星发送指令之前，练习操纵着陆器。但是，如果“洞察号”科研团队能够圆满成功，这将是机器人手臂首次用来在另一个星球上安装硬件。

“洞察号”有两种主要的工具，第一种用于内部结构的火震仪，即SEIS。SEIS是一套高度灵敏的地震检波器组合，旨在探测由火星内部移动和断裂而产生的地震波的大小、速度和频率——即火星地震。

“洞察号”项目经理汤姆·霍夫曼（Tom Hoffman）说：“这和我们所拥有的地球上的地震检波器性能一样好。”它可以测量比氢原子直径还小的地层移动。霍夫曼说：“如果在火星上碰巧有一只蝴蝶，它轻轻地落在这个地震检波器上，我们也能探测出来。”除了火星地震，它还能探测到其他的东西，包括液态水、陨石撞击和活火山的岩浆柱。

SEIS不但灵敏度如此之高，同时还很坚固。有效载荷系统首席工程师乔纳森·格林布拉特（Johnathan Grinblat）说：“地球上的地震检波器需要谨慎处理、小心放置、永不碰触。”SEIS的火星之旅将会更令人兴奋——火箭发射、进入大气层、下降和着陆。格林布拉特说：“它将会振动并经历大量的冲击，所以它必须足够坚固才行。”

SEIS同时还需要承受温度的巨大波动。在一个阳光明媚的夏日，火星赤道地区的气温可达华氏70度（约21摄氏度），晚上则会骤然跌至零下100华氏度（零下73摄氏度）。为了使其能够承受这一巨大温差，“洞察号”的工程师们将SEIS像俄罗斯许愿娃娃一样置于多个保护层中。第一层是真空密封的钛球体，第二层是绝缘蜂窝结构。第三层是穹顶状风热屏蔽，就像高科技的烧烤盖一样，将传感器覆盖起来。

这些系统就位后，“洞察号”将使用它的第二种工具——热流和物理特性探测器，也被称为HP³。这个长达18英寸（约46厘米）的探测器实际上是一个巨大的自动驾驶的钉状物。它将自己钻入火星地表大约16英尺（约5米）深处——达到这一深度就不会受到火星表面温度波动的影响。“洞察号”的副首席研究员苏珊娜·斯姆雷卡尔（Suzanne Smrekar）说：“当科学家研究地球上的温度流时，他们必须挖得更深。”因为潮湿的土壤在地下深处传导热量。相对而言，研究火星温度其实很简单。

“洞察号”的结构，包括其中两个主要工具

探测器钻入火星地表需要几周时间。在不断深入地表的同时，它会周期性地停下来测量周围的土壤如何有效地传导热量。温度传感器将会沿着细链跟踪探测器，就像链子上的测温珠一样。温度读数和热导率测量将使“洞察号”科学家们得知，从火星内部产生了多少热量，而这种热量，或者说缺乏热量，将有助于研究人员了解火星的构成，进而与地球的构成进行比较。

但是，在“洞察号”得以测量火星的温度及其内部地震之前，它首先必须发射出去，勇敢地面对星际空间及陆地的荒野。感到激动人心吗？毫无疑问是这样的。但同时，阿利拜表示：“关于去火星的一切都很可怕，我们用来发射“洞察号”的火箭是一枚几乎不受控制的炸弹。它需要经历6个月的真空，还要遭受太阳能电动高能粒子轰击。“洞察号”要去一颗必须瞄准的星球，因为如果错过了它，就无法回头了，而且它必须着陆！即使在火星表面着陆，进行部署，任何事情都无法确保不会出错。”

阿利拜并非悲观主义者。作为一个工程师，她认为，预见到失败和误算，是自己工作的一部分。另外，她其实也很清楚，目前只有不到一半的火星任务取得成功。她说：“不是因为我们不知道自己在做什么，而是因为这真的很难。”

然而再难也无法阻止NASA的尝试。毕竟，人类选择探索太空，并非因为它轻而易举，而是因为它困难重重。（美国前总统约翰·肯尼迪为登月计划发表的演讲中的名句）

资料来源：

https://www.wired.com/story/nasas-insight-lander-will-probe-mars-measure-its-quakes/