“洞察”號火星無人著陸探測器是美國宇航局向火星發(fā)射一顆火星地球物理探測器，它的機身設計繼承先前的鳳凰號探測器，著陸火星之后將在火星表面安裝一個地震儀，并使用鉆頭在火星上鉆出迄今最深的孔洞進行火星內(nèi)部的熱狀態(tài)考察。根據(jù)項目首席科學家布魯斯·巴內(nèi)特（Bruce Banerdt）的說法，這一探測器將是一個國際合作進行的科學項目，并且?guī)缀跏窍惹按螳@成功的鳳凰號探測器的翻版。

2018年5月5日凌晨4時05分，搭載“洞察”號火星探測器的“宇宙神”V－401型火箭從位于加州中部的范登堡空軍基地3號發(fā)射臺發(fā)射升空，執(zhí)行人類首個探究火星“內(nèi)心”的探測任務。11月26日14時54分許，“洞察”號無人探測器在火星成功著陸，執(zhí)行人類首次探究火星“內(nèi)心深處”奧秘的任務。2022年6月22日消息，NASA“洞察號（InSight）”火星著陸器團隊改變了計劃，現(xiàn)在該著陸器的地震儀將運行更長時間，其也將因此更早地耗盡電力。

背景信息

洞察號只是作為全部3個參加競爭美國宇航局“發(fā)現(xiàn)”計劃經(jīng)費支持的項目之一。“洞察”號原計劃2016年3月發(fā)射，但由于其搭載的地震測量儀主要傳感器出現(xiàn)真空密封不嚴問題，發(fā)射被迫推遲。美航天局之前發(fā)布的一份聲明說，“洞察”號的預算原本為6.75億美元，但重新設計地震測量儀加上任務延遲，導致項目成本超過9.93億美元。

設計原理

巴內(nèi)特是宇航局噴氣推進實驗室的專家，他說：“洞察號基本是白手起家，但是其設計基本遵從了先前鳳凰號的藍圖?！彼男〗M這樣利用已經(jīng)被證明為可靠的舊有設計藍圖將省去重新進行設計的步驟，從而大幅削減項目成本。不過他也說：“這臺探測器的機械臂和鳳凰號的很像，但是并非完全相同。”并且洞察號探測器的著陸地點和考察目標也和鳳凰號有所不同。

洞察號將搭載完全不同的3種科學載荷，包括兩臺由歐洲提供的儀器，專門設計用于探查這顆紅色星球的核心深處，從而了解與其形成過程相關的線索。它將探測這里是否存在任何地震現(xiàn)象，火星地表下的地熱流值，火星內(nèi)核的大小，并判斷火星的內(nèi)核究竟處于固態(tài)還是液態(tài)。巴內(nèi)特說：“地震儀設備（即SEIS，全稱為‘內(nèi)部結構地震實驗’）由法國提供，地熱流值探測儀（HP3，即熱流和物理屬性探測儀）則由德國提供?！倍床焯柼綔y器計劃中將降落在火星靠近赤道的溫暖地帶，從而保證它的任務期可以達到兩年左右。

發(fā)射歷程

發(fā)射

2018年5月5日凌晨4時05分，搭載“洞察”號火星探測器的“宇宙神”V－401型火箭從位于加州中部的范登堡空軍基地3號發(fā)射臺發(fā)射升空，執(zhí)行人類首個探究火星“內(nèi)心”的探測任務。

著陸

2018年11月26日，美國國家航空航天局官網(wǎng)發(fā)布消息稱，火星探測器“洞察號”將于美國時間11月26日，在火星表面著陸。著陸前，它將以19800公里的時速進入火星大氣層頂部，并在三條腿落地火星表面之前，慢慢降至時速8公里，相當于人類慢跑的速度。這種急遽減速必須在不到7分鐘內(nèi)完成。

2018年11月26日14時47分，“洞察”號進入火星大氣層，整個進入、降落和著陸的過程在約7分鐘內(nèi)完成。

2018年11月26日14時54分許（北京時間27日3時54分許），美國航天局的“洞察”號無人探測器在火星成功著陸，執(zhí)行人類首次探究火星“內(nèi)心深處”奧秘的任務。隨后，“洞察”號通過與其同行的迷你衛(wèi)星于15時許傳回了火星的第一張照片。

2019年2月19日起，根據(jù)“洞察”號無人探測器提供的數(shù)據(jù)，美國航天局開始在網(wǎng)上發(fā)布火星每日天氣報告，提供火星氣溫、風速、氣壓等信息。

2019年3月18日，據(jù)美國《科學》雜志報道，“洞察”號著陸器終于將其超靈敏的地震儀置于火星表面。該儀器旨在通過探測“火星震”的轟鳴聲來揭示有關火星內(nèi)部的謎團。幾周后，著陸器首次聽到了火星上的微小震顫。這種新發(fā)現(xiàn)的噪聲很可能由來自大氣風的低頻壓力波引起，這些大氣風在火星表面呼嘯而過，在火星表面產(chǎn)生淺淺的長周期波——瑞利波。

主要任務

洞察”號任務全稱“通過地震調(diào)查、測地學及熱傳導實施內(nèi)部探測”，是首個研究火星內(nèi)部的探測任務，也是美國火星無人探測項目的重要部分，設計任務時間為兩年?？茖W家希望通過“洞察”號了解火星內(nèi)核大小、成分和物理狀態(tài)、地質(zhì)構造，以及火星內(nèi)部溫度、地震活動等情況。目的是想嘗試回答一個科學界最基本的問題：行星是如何形成的？

如果一切順利，探測器預計將于2018年11月26日左右在火星赤道附近著陸，然后用機械臂把地震測量儀和溫度測量裝置永久安置于火星表面。這將是在火星上前所未有的行動。洞察號將在火星表面的著陸點就地完成其大部分設定的科學探測目標。它的機械臂將攜帶兩臺科學儀器直接接觸火星地表展開考察工作。巴內(nèi)特說：“機械臂將會把地震儀和地熱流探測儀從儀器平臺上取下，依次擺放在探測器旁邊的地面上。機械臂本身并不攜帶有鉆頭，但是熱流探測儀會自動向下鉆探，深度可以達到5米左右。”

設備配置

這一火星探測器配備兩個可折疊的太陽能板，展開后著陸器寬約6米?！岸床臁碧柎钶d了三部主要的科學儀器，分別為地震測量儀、溫度測量裝置以及“旋轉(zhuǎn)和內(nèi)部結構實驗儀”。

可防風的地震測量儀靈敏度極高，足以“感知”尺度為氫原子半徑的地面運動，記錄“火星震”或隕石沖擊所引發(fā)的震波；溫度測量裝置可通過錘擊到達火星地下3米或更深處，測量火星內(nèi)核釋放的熱量；而“旋轉(zhuǎn)和內(nèi)部結構實驗儀”可以通過火星與地球間的無線電傳輸，來評估火星繞軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的擾動，用以提供火星內(nèi)核大小的線索。

另外，以卡通明星“瓦力”和“伊娃”名字命名的兩顆“雙胞胎”迷你衛(wèi)星也將與“洞察”號同行，成為首批進入行星際空間的立方體衛(wèi)星。它們將在“洞察”號著陸時，把遠距離遙測結果直接發(fā)回地球。這兩顆衛(wèi)星的成本約為1850萬美元。

探測器攜帶的第三件科學載荷是RISE，即“自轉(zhuǎn)和內(nèi)部結構試驗”探測設備，這是美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）提供的。它將利用探測器的通訊系統(tǒng)精確測量火星的自轉(zhuǎn)并探查火星的內(nèi)部結構和組成成分。

在火星上執(zhí)行考察任務的機遇號火星車在執(zhí)行一項多普勒無電線追蹤實驗，這一實驗的原理和RISE設備的實驗非常相似，只是后者的實驗精度將要更高。巴內(nèi)特說：“RISE實驗設備的工作將和現(xiàn)在利用機遇號火星車進行的實驗非常相似，但是洞察號的設備可以做的更好。”他說：“兩者之間的不同在于我們每周將會做更多更頻繁的追蹤實驗，機遇號由于正值火星冬季，因而電力不足，處于停駛狀態(tài)。相比之下，洞察號將可以連續(xù)一整個火星年（約合兩個地球年）進行這項實驗，而機遇號的數(shù)據(jù)卻可能只能覆蓋幾個月?！?/p>

除此之外，洞察號還將裝備兩臺相機，并將進行一些天氣方面的測量工作。

“在洞察號的機械臂上安裝了相機，在設備平臺上也有。所有這兩臺相機的主要目的都是為了方便監(jiān)測將儀器設備放置在火星表面上的操作，當然它們也能用來拍攝探測器周圍的環(huán)境景色，不過這些照片都將只有黑白兩色的。將對氣壓，溫度和風速等進行測量，主要是為了用于地震儀數(shù)據(jù)的噪音修正工作，當然這些數(shù)據(jù)也將是火星天氣研究方面有用的材料。

大事記

2021年12月消息，自“扎根”火星以來，美國國家航空航天局（NASA）的“洞察”號火星探測器在其著陸點測量了大約733次地震。

當?shù)貢r間2022年5月10日，美國國家航空航天局（NASA）宣布，旗下的“洞察號”火星探測器開始工作以來檢測到火星發(fā)生的最強震，達到里氏5級。

新華社北京2022年5月18日消息，由于動力不足，美國火星探測器“洞察”號今年夏天或正式終結任務。美國國家航空航天局2022年5月17日說，“洞察”號太陽能電池板將完全被火星上的塵土覆蓋，使它最終無從獲得動力。

當?shù)貢r間2022年9月19日報告稱，美國宇航局“洞察”號探測到4顆隕石撞擊火星產(chǎn)生的地震波和聲波，然后計算出它們留下的隕石坑的位置，這是科學家們首次在地球以外的地方進行此類測量。