內(nèi)容摘要:在丹佛Denver)洛克希德.馬丁公司太空系統(tǒng)部門Lockheed Martin Space Systems)的無塵室內(nèi),工程師正在調(diào)整美國航太總署洞察號登陸器的太陽能板,當(dāng)太空船降落在火星上時,看起
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在丹佛(Denver)洛克希德.馬丁公司太空系統(tǒng)部門(Lockheed Martin Space Systems)的球樣無塵室內(nèi),工程師正在調(diào)整美國航太總署洞察號登陸器的有地
上海黃埔區(qū)如何獲得外圍信息崴信159+8298+6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款太陽能板,當(dāng)太空船降落在火星上時,的洞察看起來就會像是探究這個樣子。 Photograph by Lockheed Martin,火星和地號 NASA, JPL-Caltech

美國航太總署的工程師正在無塵室內(nèi),為洞察號太空船任務(wù)進行組裝和測試工作。探究此照片拍攝于2015年。火星和地號 PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN,球樣 NASA, JPL-CALTECH

美國航太總署洞察號太空船的后殼,正往下降到登陸器上,發(fā)射時登陸器是折疊起來的。后殼和隔熱罩共同組成太空船氣體防護層,在太空船進入火星大氣層時保護著陸器。
上海黃埔區(qū)如何獲得外圍信息崴信159+8298+6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款 PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH

在科羅拉多州的巴克利空軍基地(Buckley Air Force Base)內(nèi),工作人員正將美國航太總署的洞察號太空船裝進貨機內(nèi),準(zhǔn)備運往加州的范登堡空軍基地。 PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH

洞察號太空船在火星著陸后的樣子。 PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH
(神秘的地球uux.cn報道)據(jù)美國國家地理(撰文:NADIA DRAKE 編譯:林宇威):一艘最新的太空船──洞察號(InSight)才剛發(fā)射前往火星,將著手研究火星震的成因及規(guī)模大小。
地球上不時會有地震發(fā)生,在月球上也是如此,我們把月球上的地震稱為「月震」。那么,在火星上呢?就叫「火星震」吧!但其實沒人曉得這顆紅色星球有多常發(fā)生火星震,規(guī)模又有多大?
但人類很快就會知道,這顆距離太陽第四近的行星究竟有多么「搖滾」。
美國航太總署(NASA)最新的火星探測太空船──洞察號,在太平洋時間5 月5 日星期六上午4 時5 分,從加州范登堡空軍基地(Vandenberg Air Force Base)發(fā)射升空,這也是第一個從美國西岸發(fā)射的行星際探測器。洞察號將在太陽系中巡航六個月后,于 11 月 26 日與火星會合。
洞察號和許多先前的火星任務(wù)不同,并不會探索火星地表。而是顧名思義,往下深入「洞察」火星內(nèi)部,試圖研究火星從核心到外部運作的情形,這可以幫助我們了解更遙遠(yuǎn)的外星世界正發(fā)生些什么事情。
「行星內(nèi)部所發(fā)生的事情,驅(qū)動了地表的地質(zhì)活動,甚至是大氣的演變,」美國航太總署噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)的蘇珊.斯穆瑞卡(Suzanne Smrekar)表示──她同時也是洞察號任務(wù)的副首席研究員,「我們需要了解行星的整體地質(zhì)演化情形,才能知道這顆行星是否適合人類居住。」
「洞察號」會在哪里登陸?
在降落傘通過火星大氣層后,洞察號太空船會降落在埃律西昂平原(Elysium Planitia)上。這個地方是經(jīng)過特別挑選,因為此處地質(zhì)活動較不明顯,另一個原因是這里在赤道上,對以太陽能為動力的太空船來說,日照時間越長越好。
美國航太總署馬歇爾太空飛行中心(Marshall Space Flight Center)的雷尼.韋伯(Renee Weber)指出,「洞察號最主要的科學(xué)目標(biāo)是行星內(nèi)部的狀況,因此太空船登陸點的地表看起來如何,并不是太重要。」
好吧,那洞察號之后要去哪呢?
哪里也不去。不像過去許多踉蹌在火星表面漫游、越過干涸的湖床和隕石坑的探測車,這艘太空船只會停留在一個地方,基本上它的工作內(nèi)容反而是要盡可能地保持靜止不動,這樣才能偵測火星本身的活動狀態(tài)。
要如何才能輕松窺探行星內(nèi)部呢?
確實,即使是對最具洞察力的太空船來說,要能穿透行星探索內(nèi)部,也是非常棘手的。所以洞察號登陸器將仰賴好幾種儀器,來窺探火星內(nèi)部的情形。這些儀器包含探測深度在 3 到 5 公尺之間的探測儀,探測儀還能測量行星內(nèi)部的熱輻射。此外,登陸器上還有由法國國家太空總署(French national space agency)所打造的高敏感地震儀,能夠探測極為微弱的火星地震。
韋伯表示,「這個地震儀太敏感了,即使是儀器零件在火星大氣中移動,也會產(chǎn)生我們亟欲消除的噪音。」由于地震儀的靈敏度非常高,因此需要高真空密封的屏蔽,來消除因為風(fēng)或其他火星地表事件所引起的振動,這些振動可能會讓收集到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生惱人的雜訊。先前由于真空室泄漏的緣故,太空船的原定發(fā)射日期延遲了 26 個月,不過現(xiàn)在任務(wù)團隊非常確定,這個重要儀器已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。
在火星待了幾個月之后,洞察號會直接將地震儀放到火星表面,科學(xué)團隊希望這樣的儀器配置,能夠避免 70 年代維京號(Viking)登陸器進行類似實驗所造成的混淆問題。如果一切順利,洞察號太空船的儀器將利用兩個地球年──或大約一個火星年──的時間,來追蹤火星的震動情形。
那么「火星震」是如何運作的呢?
這是個很好的問題。
地球上的地震是由板塊造構(gòu)活動(tectonic activity)所引起。其中大部分是因為地殼的巨大板塊彼此錯動、滑動或隱沒到另一個板塊下方,或是與火山有關(guān)的巖漿活動而產(chǎn)生的。但火星與地球不同,火星的地殼并沒有破碎成好幾個板塊(或者至少目前沒有這方面的證據(jù))。
即便如此,火星的確有造構(gòu)活動存在,這表示火星地殼有拱彎或褶皺所形成的斷層,從內(nèi)部升起的高溫物質(zhì)堆積形成太陽系最大的火山。像是塔爾西斯(Tharsis)火山,就已經(jīng)存在了數(shù)十億年之久。
斯穆瑞卡表示:「在我們的地球上,沒有這種存在數(shù)十億年的火山系統(tǒng)」(月球也沒有板塊構(gòu)造,但仍然會發(fā)生月震。大部分的月震是由于月球上的潮汐力所引起,但有些是由隕石撞擊造成。)
火星震有多大呢?
嗯,沒人曉得。這項任務(wù)的主要目標(biāo)之一,就是要弄清楚火星的造構(gòu)活動有多活躍──火星震有多常發(fā)生?規(guī)模多大?成因又是什么?任務(wù)團隊希望登陸器能測量到隕石撞擊所產(chǎn)生的震動,就像是月球上那樣。此外,還有行星冷卻時所引起的火星震,甚至可能還有遠(yuǎn)處巖漿所發(fā)出的的隆隆震響。
「在大約 1600 公里外,過去的 100 萬至 1000 萬年間就有火山作用,」斯穆瑞卡表示:「以地質(zhì)學(xué)的尺度來看,這就像是昨天才發(fā)生的。」
就像地球上的地震一樣,我們會以規(guī)模來表示火星震的大小。但由于火星上的重力和巖石組成和地球不同,在火星上如果發(fā)生了規(guī)模 5 的火星震,我們的感受不會和地球上發(fā)生規(guī)模 5 的地震相同。
韋伯表示:「我們認(rèn)為火星的地震活動可能介于地球和月球之間。」
為什么我們要關(guān)心火星震呢?
你不會想要在火星的熔巖管里建造房屋,然后在火星震發(fā)生時,熔巖管就有可能塌陷在你的頭上,是吧?當(dāng)然不會,但這樣的場景很有可能在未來發(fā)生。
就目前而言,了解火星震蕩發(fā)生的頻率和規(guī)模,不僅能幫助解答火星構(gòu)造的活躍程度,而且能提供關(guān)于火星演化的線索。同時,研究火星震能讓任務(wù)團隊直接測繪火星內(nèi)部的情形。當(dāng)震波行進時會穿過不同密度和組成的物質(zhì),有時還會在不同構(gòu)造層的分界之間反彈。地震儀所接收到的震波,就攜帶了震波行進過程中所經(jīng)物質(zhì)的全部訊息。
「一旦我們能定位火星震事件,那就可以沿著震波路徑了解行星結(jié)構(gòu),」韋伯這么解釋:「真的!等洞察號抵達火星之后,我們所需要的就是記錄火星震活動而已!」
只要科學(xué)家偵測到夠多震波,解開震波所攜帶的訊息,就能夠弄清楚火星地殼有多厚?火星的地函是否分層?火星的核心大小?火星核心是液體還是固體?在火星上的這些分層,并不像地球的分層一樣被對流作用和板塊活動混合。因此,科學(xué)家希望火星內(nèi)部能將早期歷史和組成的記錄保留下來。
斯穆瑞卡表示:「我們試圖了解的重要問題之一,是行星如何從熔融狀態(tài),演化為形成所有巖石行星都有的內(nèi)層結(jié)構(gòu)。」
就一艘太空船,能做這么多事嗎?
聽起來有點瘋狂,對吧?不僅如此,洞察號的數(shù)據(jù)還有機會能與探測火星大氣甲烷的軌道衛(wèi)星資料結(jié)合。火星的甲烷來源成謎已久,不少人懷疑火星上的甲烷是由地質(zhì)活動所產(chǎn)生──但也有可能是由生物過程產(chǎn)生的。斯穆瑞卡表示,如果火星微量氣體任務(wù)衛(wèi)星(ExoMars Trace Gas Orbiter),在洞察號偵測到造構(gòu)活動的地區(qū)發(fā)現(xiàn)甲烷,那將會更支持甲烷的非生物起源理論。
洞察號太空船還攜帶了幾臺攝影機、無線電科學(xué)實驗儀器、雷射復(fù)歸反射器,幾個氣象感測器和其他的科學(xué)儀器。此外,洞察號還跟著一對立方衛(wèi)星伙伴,在洞察號進入火星大氣、下降和登陸時,訊息會藉由這兩顆衛(wèi)星傳送回地球。
將來甚至還可能有個應(yīng)用程式,通知地球人何時發(fā)生了火星震,那么受訓(xùn)將居住在火星上的太空人,就能夠練習(xí)躲避和遮蔽。