洞察號(hào)：和240 萬(wàn)人一起狂歡

文/毛新愿

2018年5月5日，執(zhí)行過(guò)眾多太陽(yáng)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(guó)范德堡空軍基地成功起飛，助力洞察號(hào)火星探測(cè)器飛向火星。

由于地球和火星相對(duì)太陽(yáng)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(shí)間約是365天，火星則約是687天。因此，它們存在一個(gè)780天的會(huì)合周期：每到這一刻，火星和地球相對(duì)距離最小，可以在現(xiàn)有人類航天技術(shù)下實(shí)現(xiàn)一次火星探測(cè)，這就是火星探測(cè)時(shí)間窗口2年零2個(gè)月的來(lái)歷。

2018年正值火星探測(cè)時(shí)間窗口，洞察號(hào)執(zhí)行的是這個(gè)窗口期人類唯一的一次火星任務(wù)。未來(lái)，洞察號(hào)將歷經(jīng)近7個(gè)月、超過(guò)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(hào)至今，人類已經(jīng)進(jìn)行過(guò)55次火星探測(cè)，但其中包括蘇聯(lián)第一個(gè)火星探測(cè)器火星1號(hào)、美國(guó)第一個(gè)火星探測(cè)器水手3號(hào)、日本第一個(gè)火星探測(cè)器希望號(hào)、歐洲第一個(gè)火星著陸器小獵犬2號(hào)、中國(guó)第一個(gè)火星探測(cè)器螢火1號(hào)在內(nèi)的眾多探測(cè)器都失敗了。68年內(nèi)，人類探測(cè)火星的成功率僅為53%。

?

幾十年來(lái)，成功抵達(dá)火星的探測(cè)器對(duì)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(gè)極其荒蕪的地方，幾乎沒(méi)有空氣（僅有地球1%的大氣壓）、溫度很低（-100℃～30℃），也沒(méi)有液態(tài)水。但生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們：想要了解一個(gè)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(hào)是第一個(gè)成功飛掠火星的探測(cè)器

俄羅斯曾在火星96項(xiàng)目、美國(guó)曾在極地登陸者項(xiàng)目挑戰(zhàn)研究火星內(nèi)部，它們的探測(cè)邏輯類似：通過(guò)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(cè)器。然而很不幸，火星96還沒(méi)離開(kāi)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(shí)著陸墜毀。可以說(shuō)，人類目前對(duì)于火星土壤深層幾乎一無(wú)所知，但這項(xiàng)研究又是十分必要的。

磁場(chǎng)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(qiáng)大的磁場(chǎng)，能夠抵御太陽(yáng)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)?；鹦堑捏w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(guò)早散去了內(nèi)部的能量，失去了磁場(chǎng)，也沒(méi)有足夠的引力，所以大氣層被太陽(yáng)風(fēng)一點(diǎn)點(diǎn)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(huì)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(duì)了解火星的演化歷程以及更好地分析地球演化趨勢(shì)，都將有重要的意義。

◎洞察號(hào)探地示意圖

洞察號(hào)是美國(guó)新一代火星探測(cè)器，它的主要任務(wù)就是填補(bǔ)之前的探測(cè)空白——探測(cè)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(cè)器，能夠探測(cè)火星內(nèi)部，為我們帶來(lái)前所未有的發(fā)現(xiàn)。因?yàn)橐L(zhǎng)期探測(cè)地震，所以洞察號(hào)執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候，不需要“走來(lái)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(hào)還將攜帶一個(gè)小型雙星編隊(duì)飛掠火星，它們僅能執(zhí)行飛掠任務(wù)而無(wú)法進(jìn)入火星軌道，不過(guò)它們將驗(yàn)證最新的深空探測(cè)實(shí)時(shí)通信和新頻段通信技術(shù)。

因?yàn)槎床焯?hào)是基于2007年鳳凰號(hào)火星探測(cè)器的平臺(tái)發(fā)展而來(lái)，所以它的成本相較于其他探測(cè)器來(lái)說(shuō)并不高，原計(jì)劃研發(fā)費(fèi)用僅在4億美元左右。但由于后續(xù)新儀器的費(fèi)用再加上發(fā)射費(fèi)用，最終研發(fā)費(fèi)用達(dá)到了8.3億美元，可見(jiàn)火星探測(cè)還是花費(fèi)巨大的。

現(xiàn)在正有8位“使者”在執(zhí)行火星探測(cè)任務(wù)，它們是：美國(guó)奧德賽號(hào)軌道器（2001年發(fā)射）、歐洲火星快車號(hào)軌道器（2003年發(fā)射）、美國(guó)機(jī)遇號(hào)火星車（2003年發(fā)射）、美國(guó)火星勘測(cè)軌道器（2005年發(fā)射）、美國(guó)好奇號(hào)火星車（2011年發(fā)射）、美國(guó)MAVEN軌道器（2013年發(fā)射）、印度曼加里安號(hào)軌道器（2013年發(fā)射）、歐洲ExoMars軌道器（2016年發(fā)射）。洞察號(hào)抵達(dá)火星后，人類現(xiàn)役火星使者團(tuán)又將擴(kuò)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(hào)的芯片中會(huì)有一些存儲(chǔ)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(cè)自己的名字，就能和洞察號(hào)一起奔向火星！最終，NASA收集到超過(guò)240萬(wàn)個(gè)名字并刻進(jìn)了洞察號(hào)的儲(chǔ)存器里。2018年5月5日，這些航天愛(ài)好者的名字跟著洞察號(hào)一起飛向了火星，并將永遠(yuǎn)留在那里。

洞察號(hào)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”