Loading AI tools
火星无人着陆探测器 来自维基百科，自由的百科全书
洞察号（英语：InSight）是一颗用于研究火星行星内部结构的火星无人着陆探测器。着陆器由洛克希德马丁公司制造。洞察号名字来自其全名“运用地震调查、测地学与热传导对火星内部进行探测”（Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport，缩写简称InSight）的首字母缩写。[10] 洞察号的任务是将一个装载有地震仪及热流侦测器的固定式登陆载具发射到火星表面，这个固定式登陆器SEIS是由法国国家太空研究中心（CNES）生产，并利用德国航空航天中心（DLR）制造的HP3热传感探头来测量火星地质结构的导热，以此研究火星的地质演化。这可以带来对太阳系类地行星的新认识。为了降低洞察号的成本和风险，洞察号将使用与2008年登陆火星的凤凰号相同的设计和技术。
 |
 微型卫星MarCO（上）与洞察号登陆器（下） | |||||||||||
| 任务类型 | 火星登陆探测器 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 运营方 | NASA · JPL | ||||||||||
| 国际卫星标识符 | 2018-042A | ||||||||||
| 卫星目录序号 | 43457 | ||||||||||
| 网站 | mars | ||||||||||
| 任务时长 | 预定709个火星日（约728日） 实际共运作1440个火星日 （4年零18日 / 1480日） | ||||||||||
| 航天器属性 | |||||||||||
| 制造方 | 洛克希德·马丁 | ||||||||||
| 发射质量 | 694千克（1,530磅）[1] | ||||||||||
| 着陆质量 | 358千克（789磅）[1] | ||||||||||
| 尺寸 | 长6.0米，宽1.56米，高1.0米（完全展开时）[2] | ||||||||||
| 功率 | 600 瓦 太阳能 / 锂离子电池[1] | ||||||||||
| 任务开始 | |||||||||||
| 发射日期 | 2018年5月5日 11时5分 UTC[3][4] | ||||||||||
| 运载火箭 | 宇宙神5号运载火箭 401型[5] | ||||||||||
| 发射场 | 范登堡空军基地 SLC-3E[5] | ||||||||||
| 承包方 | ULA | ||||||||||
| 任务结束 | |||||||||||
| 公告日期 | 2022年12月21日 | ||||||||||
| 最后通信 | 2022年12月15日 | ||||||||||
| 火星着陆器 | |||||||||||
| 着陆日期 | 2018年11月26日 19时52分59秒 UTC[6] | ||||||||||
| 着陆点 | 埃律西昂平原[7][8] 4.5°N 135.0°E | ||||||||||
| 飞掠火星 | |||||||||||
| 航天器组件 | MarCO | ||||||||||
| 最接近 | 2018年11月26日 19时52分59秒 UTC[6] | ||||||||||
| 距离 | 3500公里[9] | ||||||||||
| |||||||||||
 | |||||||||||
洞察号最初计划于2016年3月发射。[11][12]然而，在发射前SEIS仪器发生故障失效，发射窗口也存在着问题，洞察号被送回位于科罗拉多州丹佛市的洛克希德马丁公司工厂进行调整。之后，NASA官方决定将额外花费约1.5亿美元对洞察号进行调整，洞察号的成本将从之前的6.75亿美元增加到8.3亿美元，[13][14]并于2018年5月5日11:05在美国加州中部的范登堡空军基地成功发射。[15][16] 在2018年11月26日19:52:59，[17]洞察号经过近3亿英里（4.58亿公里）的旅程，[3][18]成功降落在火星表面的埃律西昂平原上，它将部署地震计与热挖掘探头，并展开无线电科学实验装置，以补充对火星内部结构的研究。[19]该任务由NASA的喷气推进实验室进行管理。
该项目一开始被称为火星物理监测站（Geophysical Monitoring Station，缩写简称GEMS），但应NASA要求在2012年更改为现名。[20] 在2010年的28个提案当中，[21]它是于2011年5月被发现计划选中的3个提案之一，每个被选中的提案都获得3百万美元经费进行详细的概念研究。[22]2012年8月，洞察号脱颖而出成为最终被选中的提案进行开发。[11]此任务由喷气推进实验室(JPL)管理，有多国科学家参与，而不包括发射火箭载具在内的经费限制在4.25亿美元以内。[23]
洛克希德马丁公司于2014年5月19日开始建造着陆器，[24]并于2015年5月27日开始对着陆器进行测试。[25]
而由法国国家太空研究中心（CNES）供应的被称为火星内部结构地震实验仪（SEIS）的持续真空泄漏导致NASA宣布推迟洞察号发射计划。此后，NASA的喷气推进实验室接管了SEIS真空容器的开发，而CNES则负责处理仪器集成和测试。洞察号被推迟后，其余的部件全部被送回位于科罗拉多州的洛克希德马丁公司工厂，而用于发射该航天器的宇宙神5型运载火箭则被分配到地球观测卫星WorldView-4的任务中。[26]
之后，NASA官方于2016年3月9日宣布，将额外花费约1.5亿美元对洞察号进行调整，[4][27]洞察号的成本将从之前的6.75亿美元增加到8.3亿美元，并预计于2018年5月发射，于11月26日进行火星着陆。而飞行计划保持不变，继续使用加州范登堡空军基地的宇宙神5型运载火箭进行发射。[4][27]NASA的喷气推进实验室的任务是为SEIS仪器重新设计并建造一个新的真空外壳，同时交由CNES进行仪器集成和测试。[28][29]
2017年11月22日，洞察号完成了被称为TVAC测试的热真空测试，航天器在模拟空间条件下已经可以承受减压和各种热负荷。[30]2018年1月23日，经过长期存放后，再次对洞察号的太阳能电池板进行了部署和测试，含有公众名字的硅芯片也被添加到着陆器中。[31]
2018年2月28日，洞察号通过C-17货机从丹佛的洛克希德马丁太空系统公司运送到加利福尼亚州范登堡空军基地，并准备与运载火箭进行整合。[32]2018年5月5日，洞察号发射，并于2018年11月26日19:54抵达火星表面。
2018年11月26日，NASA表示洞察号着陆器已成功降落在火星上，并接收到着陆图像。该图像展示的是远处的火星地平线，由于拍摄时半透明的防尘盖尚未去除，因此可以看到沾满尘埃的镜头画面。在未来几天内，该防尘盖将连同另一架相机的防尘盖一同取下。
五小时后，在美国东部时间晚上8:30，NASA的火星奥德赛号轨道飞行器传来了中继信号，表明洞察号的太阳能电池板已成功展开并正在发电。奥德赛号还传回了一组显示洞察号周围着陆点的图像。[33]之后洞察号将进行立体拍摄，以创建3D图像，允许洞察号找到放置热探测器和地震计的最佳位置。在未来几周内，洞察号将持续监测着陆点周围的天气和温度状况。[34]
洞察号的气象套件（TWINS）和磁力计可进行远程操作，但在着陆后十周内并不会启用，而且任务还将需要三个月来部署和调试科学仪器。[34][35]
2019年4月6日，洞察号上的地震实验仪（SEIS）探测到火星的地震，为人类首次。[36][37]
2021年1月9日，NASA团队宣布，由于遇到土质问题导致“热传感物理特性箱”的钻头挖掘打滑而无法继续钻探至所需深度，宣布该科学探测组件任务失败。[38][39][40]
由于火星上的沙尘逐渐覆盖洞察号的太阳能发电板，导致电力输出下降，存储电量也逐步耗尽，在连续两次和其进行联系失败后，NASA宣布洞察号因为电力耗尽于2022年12月21日结束任务。[41][42]
_-_Artist%27s_Concept.jpg)
洞察号的主要目标是研究火星 洞察号在火星上放置了一个固定的着陆器，用来研究其深层内部地质结构，以此探究内太阳系类地行星在40多亿年前的形成过程和演变历史。[43]通过探究火星核心、地幔和地壳的大小、厚度、密度和整体结构，以及行星内部热量逸散的速度，洞察号将带我们简易了解内太阳系类地行星的演变过程。[44][43]类地行星有着类似的形成方式，开始于一个叫吸积的过程。随着原行星尺寸的增加，它的内部受到压力变热，并逐渐发展成为一个包含核心、地幔和地壳的陆地行星。[45]尽管这些类地行星有着类似的形成方式，但每个陆地行星后来的分化过程我们却知之甚少。洞察号的任务是通过测量火星内部构成，了解火星演化并与地球对比，进而探究类地行星演化的异同点。[45]
洞察号在执行任务期间将探测火星的地震活动，测量来自内部热量的热流率，以此估计火星核心的大小以及核心是液体还是固体，[46]这都将是人类首次获取这类数据。[47]在火星上洞察号预计每年将探测到10-200个流星爆炸气流，这些气流将提供额外的地震声信号，以此进一步探测火星内部。[48]洞察号次要目标是深入研究地质物理学，并分析火星上的构造活动和陨石对火星的撞击影响，从而了解地球上同样过程的影响。洞察号采集的数据同现有数据相比，其地壳厚度，地幔粘度，岩心半径和密度以及地震活动精确度都将提升3倍至10倍。[47]
就行星形成过程而言，火星是最适合的，同卫星相比，火星足够大，足以经历类地行星的早期吸积和内部加热阶段，但同其他类地行星相比也足够小，可以最大限度地保留这些过程的迹象。[43]
洞察号登陆载具的设计将基于凤凰号。[49]其电源来自太阳能电池板，并且将降落于接近赤道处，以实现最大功率，使寿命预期可达2年（一个火星年）。[10]随洞察号发射的，还有两个微型迷你卫星（MARCO），它们将作为洞察号的通讯中转站。[50]
洞察号装备总重量为50千克，包括科学仪器和辅助系统，如辅助传感器套件，摄像机，仪器部署系统和激光反射器。[1]有效科学仪器主要有两个，内部结构地震实验仪（SEIS）和热传感物理特性箱（HP3）：
.png)
.jpg)
洞察号于2018年5月5日11:05在范登堡空军基地的第三（东）发射场由宇宙神5型运载火箭成功发射。[73]这也是从加利福尼亚州发射的第一个行星际飞行任务。[74]
该项发射计划由NASA负责管理。洞察号原定于2016年3月4日从范登堡空军基地发射，[74]但由于SEIS仪器上的持续真空泄漏，[75][76][77]已于2015年12月被取消，新安排的任务将于2018年5月5日。
在2018年11月26日，在耗时6.54个月，跨越4.84亿公里（3.01亿英里）后，[3][18]洞察号登陆成功，将开始为期三个月的部署阶段，之后将开始为期两年（约一个火星年）的任务。[35]
由于洞察号的科学目标与火星特定表面特征无关，因此潜在着陆地点的选择主要是基于实用性的考量。登陆地点选择条件为：接近火星赤道以确保整年充足的阳光供太阳能板发电，位于低海拔以确保在进入大气层后，登陆之前有足够时间进行大气刹车，平坦少岩石以减低登陆时遇到困境的机率，以及够松软的地质使热流探测器能深入地层内。
由于埃律西昂平原完全符合上述要求的最佳选择，因此所有22个最初登陆位置都位于此区域。[78]其他唯二位于赤道且低海拔的区域，伊希地平原及水手峡谷的岩石都太多了，此外水手峡谷的地形梯度太陡，无法确保安全着陆。[7]在2013年9月，最初的22个候选地点减少到仅剩4个，火星侦察轨道器将观测此四个地点取得更多资讯，直到确定最终地点为止。[7][79]每个地点都由一个着陆椭圆组成，这个尺寸大约是130×27公里（81×17英里）。[80]
2017年3月，喷气推进实验室的科学家宣布着陆点已经确定。它位于埃律西昂平原西部，北纬4.5°东经135.9°的位置。[81]登陆点位于好奇号火星车在盖尔撞击坑着陆区域以北约600公里（370英里）。[82]
2018年11月26日19:54，洞察号成功登陆于埃律西昂平原。[3][16][18]将开始为期三个月的部署阶段，[35]之后将开始为期两年（约一个火星年）的任务。[10]
2018年12月7日，洞察号首次捕捉到火星的风声[83]。
美国宇航局从2019年2月19日开始根据“洞察”号无人探测器提供的数据在网上发布火星每日天气报告，提供火星气温、风速、气压等信息[84]。
MarCO是一对立方体卫星，来帮助洞察号在进入、下降和着陆阶段进行中继实时通信（8分钟延迟[35]）。[85][86]两颗命名为MarCO A和B的卫星是完全一样的。[87]它们大小为30厘米×20厘米×10厘米(11.8英寸×7.9英寸×3.9英寸)，并进行互补飞行。两颗微型卫星连同洞察号一起发射，之后它们与巡航平台分离，并从登陆器两侧飞向火星。[50]在洞察号进去大气时，它们没有进入轨道，而是在火星上方飞行，并与洞察号实时传输信号。[88][89]
.jpg)
洞察号的科学和工程团队十分强大。他们由来自美国、法国、德国、奥地利、比利时、加拿大、日本、瑞士、西班牙、波兰和英国等各个机构和领域科学家组成。[90]
领导火星探测漫游者计划的科学家 W.布鲁斯·巴内特是洞察号计划的主要研究者，并参与了SEIS仪器的研发。[91]苏姗妮·斯姆雷卡尔对行星的演化进行了广泛的研究，并参与设计了热流量仪器，[92]是HP3仪器的主要领导者。RISE的首席研究员则是来自JPL的威廉·福克纳。[93]洞察号的任务团队还包括项目经理汤姆·霍夫曼和项目副经理亨利·斯通。[90]
主要国家机构：[68]
其他贡献机构：[68]
作为公众宣传活动的一部分，NASA组织了一项计划，让公众可以在洞察号上将他们的名字发送到火星上。由于之前的推迟发布，共进行了两轮注册，在2015年登记了826923个名字，[94]2017年又增加了1602884个名字，[95]共计达2429807个名字。[96][97]全部通过电子束蚀刻到大小为8mm（0.3英寸）硅芯片中，每个字母蚀刻宽度只有头发宽度的1/1000。[94]第一块芯片于2015年11月安装在着陆器上，第二块芯片于2018年1月23日安装。[94][95]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
