洞察號：和240 萬人一起狂歡

文/毛新愿

2018年5月5日，執(zhí)行過眾多太陽系內(nèi)科學(xué)探索發(fā)射任務(wù)的宇宙神V型火箭再度立功，一枚宇宙神V401型火箭從美國范德堡空軍基地成功起飛，助力洞察號火星探測器飛向火星。

由于地球和火星相對太陽位置不同，二者的軌道周期完全不同，地球環(huán)繞軌道一周的時間約是365天，火星則約是687天。因此，它們存在一個780天的會合周期：每到這一刻，火星和地球相對距離最小，可以在現(xiàn)有人類航天技術(shù)下實現(xiàn)一次火星探測，這就是火星探測時間窗口2年零2個月的來歷。

2018年正值火星探測時間窗口，洞察號執(zhí)行的是這個窗口期人類唯一的一次火星任務(wù)。未來，洞察號將歷經(jīng)近7個月、超過4.8億千米的旅程，最終在遙遠(yuǎn)的火星上降落。從1960年蘇聯(lián)發(fā)射火星1號至今，人類已經(jīng)進(jìn)行過55次火星探測，但其中包括蘇聯(lián)第一個火星探測器火星1號、美國第一個火星探測器水手3號、日本第一個火星探測器希望號、歐洲第一個火星著陸器小獵犬2號、中國第一個火星探測器螢火1號在內(nèi)的眾多探測器都失敗了。68年內(nèi)，人類探測火星的成功率僅為53%。

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幾十年來，成功抵達(dá)火星的探測器對火星表面和大氣進(jìn)行了深層次的研究，從而使我們得知：火星是一個極其荒蕪的地方，幾乎沒有空氣（僅有地球1%的大氣壓）、溫度很低（-100℃～30℃），也沒有液態(tài)水。但生活經(jīng)驗告訴我們：想要了解一個人，需要了解他的外在和內(nèi)在。同樣的道理，想要了解一顆行星，我們既要知道它的外在表現(xiàn)，又要了解它的內(nèi)在規(guī)律。

◎水手4號是第一個成功飛掠火星的探測器

俄羅斯曾在火星96項目、美國曾在極地登陸者項目挑戰(zhàn)研究火星內(nèi)部，它們的探測邏輯類似：通過帶有傳感器的撞擊器撞入火星深層土壤，將內(nèi)部的信息傳遞給地表探測器。然而很不幸，火星96還沒離開地球就失敗了，而極地登陸者更悲慘，在距離火星南極附近僅40米高度時著陸墜毀。可以說，人類目前對于火星土壤深層幾乎一無所知，但這項研究又是十分必要的。

磁場的產(chǎn)生跟行星的高溫液態(tài)內(nèi)核密不可分，例如地球的內(nèi)核是龐大的高溫鐵鎳金屬流，它們使地球形成了強大的磁場，能夠抵御太陽和宇宙射線的損害，使地球大氣得以保存，地球生命得以延續(xù)。火星的體積（約為地球的15%）和質(zhì)量（約為地球的11%）較小，而星球體積越小，它的表面積（火星表面積相當(dāng)于地球的28%）相比質(zhì)量和體積就越大，也就更容易散熱。由于火星過早散去了內(nèi)部的能量，失去了磁場，也沒有足夠的引力，所以大氣層被太陽風(fēng)一點點剝離，僅有的水也隨著表面接近真空的狀態(tài)而消失，從而失去了孕育生命的可能性。

地球終有一天也會失去能量，步入火星的后塵。因此，研究火星內(nèi)部地質(zhì)情況，對了解火星的演化歷程以及更好地分析地球演化趨勢，都將有重要的意義。

◎洞察號探地示意圖

洞察號是美國新一代火星探測器，它的主要任務(wù)就是填補之前的探測空白——探測火星的內(nèi)部地質(zhì)情況。它攜帶了最先進(jìn)的行星地震儀（火震儀）和熱流偵測器，能夠探測火星內(nèi)部，為我們帶來前所未有的發(fā)現(xiàn)。因為要長期探測地震，所以洞察號執(zhí)行任務(wù)的時候，不需要“走來走去”，只要安穩(wěn)地落在火星表面（選定地質(zhì)情況良好的埃律西昂平原）并定在那里即可。此外，洞察號還將攜帶一個小型雙星編隊飛掠火星，它們僅能執(zhí)行飛掠任務(wù)而無法進(jìn)入火星軌道，不過它們將驗證最新的深空探測實時通信和新頻段通信技術(shù)。

因為洞察號是基于2007年鳳凰號火星探測器的平臺發(fā)展而來，所以它的成本相較于其他探測器來說并不高，原計劃研發(fā)費用僅在4億美元左右。但由于后續(xù)新儀器的費用再加上發(fā)射費用，最終研發(fā)費用達(dá)到了8.3億美元，可見火星探測還是花費巨大的。

現(xiàn)在正有8位“使者”在執(zhí)行火星探測任務(wù)，它們是：美國奧德賽號軌道器（2001年發(fā)射）、歐洲火星快車號軌道器（2003年發(fā)射）、美國機遇號火星車（2003年發(fā)射）、美國火星勘測軌道器（2005年發(fā)射）、美國好奇號火星車（2011年發(fā)射）、美國MAVEN軌道器（2013年發(fā)射）、印度曼加里安號軌道器（2013年發(fā)射）、歐洲ExoMars軌道器（2016年發(fā)射）。洞察號抵達(dá)火星后，人類現(xiàn)役火星使者團(tuán)又將擴編。

值得一提的是，NASA這一次仍舊在科普宣傳方面做足了功夫。他們宣布在洞察號的芯片中會有一些存儲空間專門留給愿意“前往”火星的人們，參與者只需在NASA官網(wǎng)上注冊自己的名字，就能和洞察號一起奔向火星！最終，NASA收集到超過240萬個名字并刻進(jìn)了洞察號的儲存器里。2018年5月5日，這些航天愛好者的名字跟著洞察號一起飛向了火星，并將永遠(yuǎn)留在那里。

洞察號出發(fā)，人類距離成為跨行星物種，更近了一步！

◎筆者的火星“船票”