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洞察号 洞察号携代的仪器

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天问|火星上没电了,洞察号卸任

封面新闻记者 闫雯雯

2022年12月20日,火星探测器“洞察号”发布了可能是它最后的一张照片。在照片上,“洞察号”被灰尘沙土覆盖掩埋的身躯,远处的地平线上却闪着若隐若现的光。

洞察号 洞察号携代的仪器(图1)

“洞察号”的最后一条推文

这张照片配上了一段文字:“我的电量的确很低了,所以这可能是我能发回的最后一张照片。不要为我担心:我在这儿的时光既多产又安宁。如果我还能跟我的任务团队联系的话,我会的,但我很快就要卸任了。感谢大家一直以来的陪伴。”

“洞察号”是在2018年5月5日发射升空的,在茫茫太空经历了近半年的飞行,最终于2018年11月26日成功降落在火星表面,开启了它原计划两年的火星探索。在火星工作期间,“洞察号”太阳能电池板上不断积聚灰尘,以至于发电量越来越低。到2022年5月之时,“洞察号”仅能生产500万时的电量,这是它在火星着陆时能产生电量的十分之一。从那以后,它的功率水平稳步下降,NASA预测到了夏天结束时,“洞察号”可能就会结束它的使命。不过,“洞察号”坚持工作到了12月。

“洞察号”在火星工作的4年时间里,为人类带来了一项又一项的宝贵发现,带领人类对于火星有了更好的认识。

洞察号 洞察号携代的仪器(图2)

发现一

曾经听过火星的风声

2018年12月,就在“洞察号”降落在火星之后不到10天,NASA公布了一段仅有40秒的录音。这段录音由两部分组成:前20秒是一段来自火星风的原音;后20秒是将这段声音提高了2个八度的清晰版。这是人类首次听见火星的风声。

这段20秒的原音是低沉的“隆隆”声,风由西北往东南方向吹,风速约为每秒5至7米。这与火星轨道上观测到的着陆区沙尘条纹方向一致。因为火星气压只有地球的1%,即使能传递声音但会非常慢且十分低频,需要重低音设备辅助才能较易听到。负责领导研究的首席研究员班纳特激动地表示:那就是像一些海浪在背景拍打着一样。他说亲耳听到它的感觉,令人无法以言语形容。

“洞察号”不仅带人类听到了火星的“风声”,还探测到了数千次尘暴。除了感受到“风”之外,“洞察号”搜集到了锋面、沙尘暴、气旋、次声和钻孔波等大气特征,从而更全面地了解了火星上令人惊讶的现象。

洞察号 洞察号携代的仪器(图3)

发现二

首次探测到火星上的地震

“洞察号”的机载地震仪已经测量了1300多次地震,其中50多次具有足够清晰的信号,研究团队可以通过这些信号判断出这些地震的位置。其中最大的高质量信号来自于科柏洛斯槽沟,该地区显示了火星近期火山活动的证据。

“洞察号”记录了2021年年中以来全部6次大型的事件,最近的一次发生在2022年5月,火星曾发生了一次延续了至少6小时的地震,地震烈度为五级。

洞察号 洞察号携代的仪器(图4)

发现三

明确了火星的地层结构

“洞察号”搜集了活动三大主要层的最新信息——地壳、地幔和地核。科学家们发现,“洞察号”下方的地壳比预计的要薄,只有大约25-40公里厚。地壳的第一层大约10公里,比最下层地壳薄一些。火星的核是熔融的,比预期的要大得多,半径约为1800公里。 较低的密度意味着有较轻的元素与铁混合,从而降低了其熔点。 这有助于解释,为何火星的核自形成以来虽然已经大幅度冷却了,但仍旧处于熔化的状态。

“洞察号”还通过地震波的方式调查了火星的上层地幔。与地球的地幔相比,火星的地幔有着更坚硬和寒冷的外壳,它的岩石圈厚约500公里。确定各层的组成和结构,以及热量从中渗出的速度,有助于我们更好地了解火星表面的地质历史,特别是其维持生命的能力。

洞察号 洞察号携代的仪器(图5)

发现四

观测到流星体撞击火星

“洞察号”2021年用机载地震仪检测到了一次4级的地震,科学家后来确定是由流星体撞击引起的。而这次发现甚至帮助NASA的火星侦察轨道器发现了地下的一大块冰层。这次发现的火星冰层比以往任何一次发现的冰层都更加靠近火星的赤道,可能为未来的宇航员提供饮水、农业甚至是火箭推进剂,因而这个位置也有可能在未来作为登陆点。另外这些信息也帮助科学家们更好的计算行星的年龄。

发现五

发现火星冻结在地壳中的磁场

“洞察号”是历史上第一台将磁力计仪器带到火星表面的探测器,因此可以检测磁信号。

火星由于迅速冷却,在其熔融金属内核里,还保留了一些电流,后来虽然火星磁场消失了,但是这些电流造成的磁场却被“冻结”在地壳岩石中。“洞察号”的磁力计发现,在地下60米到几公里之间的古老岩石曾经被磁化过。 根据测量,火星地壳磁化的残留物比预期的强10倍。 另外,科学家对于昼夜变化的磁信号很感兴趣,这些磁信号很有可能与太阳风有关。

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