火星将迎来多年来的第一位美国访客:一位三条腿、独臂的地质学家,他将在火星上深入挖掘,倾听地震。
经过6个月、3亿英里(4.8亿公里)的旅程后,美国宇航局的洞察号(InSight)于周一穿过火星玫瑰色的天空,庄严地进入火星。这将是自2012年“好奇号”月球车以来,第一艘登陆的美国航天器,也是第一艘专门探索地下的航天器。
美国国家航空航天局将采用一种可靠的方法将这种机械矿工送到火星表面。发动机点火将减缓它最后的下降速度,航天器将扑通一声靠在刚性的腿上,模仿早期成功的着陆任务。
这就是美欧10亿美元合作的终结。
一旦加州的飞行控制人员确定着陆地点的海岸安全——相当平坦,没有岩石——洞察号6英尺(1.8米)长的臂将从着陆器甲板上卸下两个主要的科学实验装置,直接放在火星表面。
此前还没有宇宙飞船尝试过类似的事情。
第一次还不止于此。
其中一项实验将尝试深入火星16英尺(5米)深处,使用带有热传感器的自锤式钉子来测量火星内部温度。这将打破阿波罗登月者近半个世纪前为测量月球热量而钻出的8英尺(2.5米)深的世界纪录。
宇航员们还留下了测量月震的仪器。洞察号携带了第一个用于监测火星地震的地震仪——如果它们存在的话。另一项实验将计算火星的摆动,提供有关火星内核的线索。
(图片来源:美国国家航空航天局)
它不会寻找过去或现在的生命迹象。船上没有生命探测器。
美国宇航局喷气推进实验室的首席科学家布鲁斯·班纳特说,这艘宇宙飞船就像一个自给自足的机器人。
“它有自己的大脑。它的手臂可以操纵周围的东西。它可以用地震仪监听。它可以通过压力传感器和温度传感器感知物体。它从太阳中获取能量。”
通过探测火星内部,科学家们可以了解到我们的邻居——包括地球和月球在内的其他岩石世界是如何在数十亿年里形成和转变的。火星的地质活动比地球少得多,所以火星内部更接近原始状态——一个诱人的时间胶囊。
“洞察号”将“彻底改变我们对行星内部的看法”,NASA科学任务负责人托马斯·祖布臣(Thomas Zurbuchen)说。
但首先,这个800磅(360公斤)重的飞行器需要安全抵达火星表面。这一次,不会像2004年的勇气号和机遇号探测器那样,有一个球在里面弹回来。也不会有空中起重机来降低着陆器,就像6轮好奇号在戏剧性的“七分钟恐怖”中那样。
“这太疯狂了,”洞察号的项目经理汤姆·霍夫曼承认。但他指出,“坦白地说,任何时候你试图登陆火星,都是疯狂的。我不认为这是一种明智的做法。”
无论如何,到达火星并在那里着陆都是艰难和不可原谅的。
地球探测火星的成功率只有40%。这包括可以追溯到20世纪60年代早期的行星飞越,以及轨道器和着陆器。
在这张由美国国家航空航天局提供的2015年的照片中,一名技术人员在丹佛的洛·马太空系统公司为飞往火星的“巡航”配置的洞察号航天器准备热真空测试,模拟外层空间的条件。2018年11月26日(周一),美国宇航局的“洞察号”(InSight)三条腿、一只手臂的地质学家从火星玫瑰色的天空中隆重登场。(NASA/ jpl -加州理工学院/洛克希德·马丁公司,美联社)
虽然美国也有失败的时候,但迄今为止,它的记录是最好的。没有人成功地在火星上着陆和操作宇宙飞船。两年前,一个欧洲着陆器进入地球的速度非常快,它的下降系统倾斜,在撞击中留下了一个陨石坑。
这一次,美国宇航局借鉴了1976年的孪生“维京”号和2008年的“凤凰”号,这两艘飞船也是静止的、三条腿的。
霍夫曼说:“但你永远不知道火星会做什么。”“虽然我们以前做过,但这并不意味着我们对再次做这件事不紧张和兴奋。”
在下降过程中,强风可能会使航天器陷入危险的翻滚,或者降落伞可能会缠在一起。像今年夏天笼罩火星的沙尘暴可能会阻碍洞察号产生太阳能的能力。一条腿可能会弯曲。手臂可能会卡住。
对加利福尼亚州帕萨迪纳市的飞行控制人员来说,最紧张的时间是:飞船撞击火星大气层并着陆后的6分钟。他们手上会有一罐一罐的花生——这一好运的传统可以追溯到1964年“游骑兵7号”登月任务的成功。
洞察号将以12300英里每小时(19800公里每小时)的超音速进入火星大气层,依靠它的白色尼龙降落伞和一系列发动机点火,以足够的速度在火星的极土平原(相当大的赤道平原)上软着陆。
霍夫曼希望它“像堪萨斯州的沃尔玛停车场一样”。
越平坦越好,这样着陆器就不会翻倒,从而结束任务,所以机械臂可以放下科学仪器。
insight是“利用地震调查、大地测量和热传输进行内部探测”的简称,它将靠近地面,其顶部甲板距离地面仅一码或一米。一旦它的两个圆形太阳能电池板打开,着陆器将占据一辆大型汽车的空间。
如果美国国家航空航天局幸运的话,一对手提箱大小的卫星从5月的“洞察号”联合发射以来就一直跟踪着它,它可以在着陆器下降期间提供近乎实时的更新。地球和火星之间的通信有八分钟的延迟。
在2008年的动画电影中被命名为“瓦力”和“伊芙”的实验立方体卫星,将快速飞过火星,并保持在围绕太阳的永久轨道上,他们的技术演示完成了。
如果瓦力和伊芙是静音的,着陆的消息将来自美国宇航局在火星的轨道飞行器,只是速度不会那么快。
着陆点的第一张照片应该在着陆后不久开始拍摄。科学仪器的部署至少需要10个星期。再给热探测器埋进火星增加几周时间。
该任务的设计时间为火星上的整整一年,相当于地球上的两年。
由于飞机降落日离感恩节很近,许多空管人员将在节日期间坐在办公桌前吃火鸡。
霍夫曼预计,他的团队将等到周一才正式表示感谢。
了下:航空+国防,传感器(压力)
