美国宇航局的InSight火星着陆器发射探测红色星球的内部深处

2018-05-14

美国国家航空航天局最新的火星探测器正在进入红色星球之路。

该机构的火星着陆器于今日(5月5日)在美国东部时间上午7:05(格林尼治标准时间1105时,加利福尼亚当地时间凌晨4点05分)在美国联合发射联盟Atlas V火箭上空升空,然后消失在厚之后黎明前的雾时刻。

“这是一个重要的日子,我们将回到火星上,”上个月负责该机构的NASA新管理员Jim Bridenstine在启动后向InSight团队发出了一个祝贺电话。 “这是一项非凡的任务,拥有大量的第一批。”[发射照片:见NASA的InSight飞向火星]

InSight是自2011年11月好奇号探测器开始其深空行程以来,首次从西海岸发射的星际航行任务和美国航天局的首个火星表面飞船。

如果一切按计划进行,InSight将在不到七个月的时间内到达目的地,并于11月26日在火星赤道北部一个漂亮平坦的平原上接触。经过一系列结账后,固定着陆器将开始一项任务,这与行星探测历史上的任何一次都不同。

“InSight”将探测另一颗地球行星的内部,让我们了解核心,地幔,地壳的大小 - 以及我们与地球进行比较的能力,“NASA首席科学家Jim Green在星期四(5月3日)举行新闻发布会。 “这对我们理解太阳系的起源以及它如何成为今天的方式至关重要。”

今天早上,两个公文包大小的卫星也搭上了车,并将自行前往火星,试图成为有史以来第一次行星际“立方体”。该探测器还搭载了2.4这些名字来自太空爱好者,包括“星际迷航”的“Kirk William Shatner上尉”,他们签名将他们的名字送往火星。

考虑火星的生命体征

美国国家航空和航天局的官员将InSight(名为室内探测的简称,使用地震调查,大地测量和热传输)与进行长期逾期检查的医生进行了比较。 [NASA的InSight火星着陆器:10个狂野事实]

例如,太阳能着陆器将使用热探头来探测火星的温度,探测器将在红色污垢下方自行冲击16英尺(4.9米)。 InSight将监测地球的脉冲,探测由“地震”,“陨石撞击和其他事件引起的振动,全部使用称为室内结构抗震实验(SEIS)的超精密地震仪。

“超精密”毫不夸张:使命团队成员表示,SEIS将能够发现比氢原子更小的振动。因此仪器必须装在真空室内,因此它的观察结果不会受到环境噪音的影响。

InSight将使用着陆器的机器人手臂将SEIS直接放置在地面上,然后在SEIS上放置一个防护罩以阻挡风和抑制温度变化。这也是这次任务实现的另一个首先:OtherMars机器人通常保持他们的科学装备紧密,并且没有人以这种方式使用他们的手臂部署仪器。

“这是首次发生的事件,所以我们一直关注这一点,”美国国家航空航天局喷气推进实验室(JPL)位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的InSight飞行系统经理查克斯科特告诉Space.com 。

但是,InSight团队已经在地球上进行了“极端测试”,为里程碑部署做好准备,Scott补充说,所以团队不会过分担心。

SEIS和热探头 - 这就是所谓的热流和物理性能包装(HP3) - 是InSight的主要科学仪器。但是任务将使用着陆器的通信装置进行另一次实验。

在这次调查中,被称为旋转和内部结构实验(RISE),科学家们将精确跟踪InSight的位置 - 在1英尺(0.3米)范围内。这项工作将使团队成员能够探测到火星旋转轴上的微小摆动,这将揭示关于地球核心的重要见解,包括其大小。

对HP3和SEIS数据的分析也将揭示出马尔斯的内部结构,包括行星地壳的厚度以及火星地幔的结构和动力。综合起来,这些信息将有助于研究人员更好地理解岩石行星如何形成和发展,特派团成员说。

我们不能向我们自己的星球寻找这样的信息,因为地球的内部已经擦去了很久以前发生的事情的证据。 InLight的首席研究员Bruce Banerdt说,这颗漫长的死亡月球确实保存了这样的证据,但是我们的天然卫星远比地球小得多,因此古代过去每个世界发生的过程都非常不同。 [InSight in Pictures:美国宇航局探测火星核心的任务]

“所以,Marsis有一种独特的机会,我们称之为Goldilocks星球 - 它不是太大,它不是太小,它恰到好处,”Banerdt在周四说道。新闻发布会。

“它实际上经历了地球所做的行星分化过程,”他补充说。 “但形成后大概有20万年到5千万年,它只是停止了,表面上有很多地质学,但是那些早期过程的所有指纹仍然保留在深部内部这就是为什么我们要测量深层内部的基本参数。“

格林说,该任务的数据也可能成为火星上未来人类探索的福音。 “火星多么地震,这是我们需要知道的人类基本信息,然后探索火星,”他说。 [人类火星基地将如何工作?美国宇航局的图像愿景]

Green补充说,HP3的数据也可能揭示人类可以利用的温度差异来加热栖息地。

“这项任务做了许多基本的事情,不仅在行星科学中,而且在人类探索中,”他说。

延迟两年

InSight原本应该在2016年3月发射。在此日期之前,NASA和特派团决定从这里开始,在加利福尼亚中部海岸,而不是通常的星际任务站点 - 佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地。

从东海岸发射为这些任务提供了明显的优势:火箭从地球的旋转中获得额外的推力,这是向右“方向发展的。但预计卡纳维拉尔角在2016年初会非常繁忙,而InSight团队希望避免拥堵。所以,他们选择了范登堡。使命团队成员表示,InSight足够轻便,而Atlas V足够强大,可以克服地球自转问题。

即使InSight未能击中原始窗口,发射场决定仍然举行。 2015年末,特派团在SEIS真空室中发现了一处微小的泄漏 - 这很小,因此在汽车轮胎中需要50年时间才能将压力降低1磅/平方英寸,Banerdt说。

但SEIS对精度的要求非常高,因此团队必须修复泄漏。在2016年的发布窗口结束之前,他们无法做到这一点,因此InSight的升空推迟了两年多。 (火星和地球每26个月只有一次星际任务。)

美国宇航局官员在2016年说,这项修复和延迟增加了1.54亿美元的代价。美国航天局官员称,美国在该使命中的投资现在为8.14亿美元,其中总计约1.63亿美元用于发射服务。

法国和德国还贡献了1.8亿美元,主要用于开发SEIS和HP3。法国航天局CNES为这次任务提供了SEIS,而德国航天局DLR则建造了HP3。

美国国家航空航天局和JPL为这两个立方体筹集了1850万美元。这两人被正式称为MarCO-A和MarCO-B(\“MarCO \”是“Mars Cube One”的简称),但他们的开发人员将他们称为Wall-E和Eva。这是因为Cubesats的推进系统使用压缩的R236FA气体,这种气体是许多灭火器的推进剂,在2008年的电影“Wall-E”中,同名的垃圾压缩机器人着名使用灭火器放大空间。 (伊娃是电影中的Wall-E的朋友。)

Wall-E和Eva(立方体)负责示范任务:表明迄今为止贴近地球的立方体可以前往其他行星。该计划要求两颗小型卫星在火星到达时进入关键入口,降落和降落(EDL)序列。 Wall-E和Eva将尝试将来自着陆器的EDL数据传回地球上的控制器,但如果多维数据集无法将其拉出,它对InSight来说不会是一场灾难。美国宇航局的火星侦察轨道器将执行继电器工作。 [来自美国宇航局火星侦察轨道器的最新照片]

Marco团队成员将在火星飞过的几周内评估Wall-E和Eva的健康状况,这将是Cubesats使命的结束。

InSight当然只是在这一点上开始工作;该着陆器的首要科学任务将持续到2020年11月24日。

火星仍然很难

790磅的主体。 (358公斤)InSight的飞行基地非常依赖于NASA的Phoenix着陆器,该着陆器于2008年5月在火星北极附近着陆(此后不久在水面下发现了水冰)。 InSight还将采用菲尼克斯的着陆技术,依靠降落伞和发动机点火,以便在红色星球上实现柔软和安全的降落(相对于更重的好奇心,该降落伞也使用降落伞但降落到地面通过火箭驱动的“天空起重机”在电缆上)。

InSight的航空电子设备和其他电子设备借用了该机构自2014年9月以来一直盘旋红色星球的玛氏大气层和挥发性演化(MAVEN)轨道器。

利用这些遗产硬件是节省资金并降低风险的一种方法。尽管美国宇航局最近在红色星球上取得了长时间的成功,但火星任务仍然很危险。这个活跃的六任务安全抵达队从2001年10月通过MAVEN的轨道插入到达红色星球的火星奥德赛轨道器出发。

“火星很难,”航天公司洛克希德马丁公司负责NASA航天器制造的InSight副项目经理兼EDL经理Tim Linn说。

“这是我们做的最好的事情之一,但它仍然很难,”林恩告诉Space.com。

em在Twitter上关注Mike Wall / em em @ michaeldwall / em em和 / em em Google + / em em。 ; / EM>< EM> @ Spacedotcom< / EM>< EM>,< / EM>< EM> Facebook和LT; / EM>< EM或< / EM>< EM>谷歌+ LT; / EM>< EM取代。最初发布于 / em em Space.com / em em。 / em