洞察号的最后自拍

洞察号的最后自拍

2022年11月4日 InSight’s Final Selfie Image Credit: NASA, JPL-Caltech, Mars InSight Explanation: The Mars InSight lander returned its first image from the Red Planet’s flat, equatorial Elysium Planitia after a successful touchdown on November 26, 2018. The history making mission to explore the martian Interior using Seismic investigations, geodesy, and heat transport has been operating for over 1,400 martian days or sols. In that time the InSight mission has detected more than 1,300 marsquakes and recorded data from Mars-shaking meteoroid impacts, observing how the seismic waves travel to provide a glimpse inside Mars. Analyzing the archive of data collected is expected to yield discoveries for decades. But InSight’s final operational sol is likely not far off. The reason is evident in this selfie recorded earlier this…

洞察号“鼹鼠”热探测器,结束了它的火星之旅

洞察号“鼹鼠”热探测器,结束了它的火星之旅

在这张NASA洞察号着陆器位于火星表面的示意图中,可以看到下方的火星地下结构层次,背景中则可以看到可怕的沙尘。 图片来源:巴黎地球物理研究所/尼古拉斯·萨特(Nicolas Sarter) 热探针始终无法获得挖掘所需的摩擦力,而该任务也已获得进一步指示,可以继续进行其他的科学工作了。 由德国航空航天中心(German Aerospace Center,DLR)开发和制造,美国航空航天局(NASA)洞察号(InSight)着陆器所部署在火星上的热探针,已经结束了它的相关任务。自2019年2月28日以来,这一名为“鼹鼠”(mole)的热探测器就一直在尝试深入火星表面之下,希望能测得火星的内部温度,为我们带来火星内部热源的详细信息,解释火星演化和地质改变的原因。但是火星土壤出乎意料的结块趋势,让长钉状的“鼹鼠”失去了将自己锤击到足够深度所需的摩擦力。 在“鼹鼠”的顶端钻入到表面下方约2或3厘米后,研究团队最后一次尝试了用洞察号机械臂上的勺子将土壤刮到探针之上,并夯实以增加摩擦。在2021年1月9日星期六,研究团队又追加了500次锤击,仍然毫无进展,只好宣布停止这一努力。 作为热流和物理特性探测仪(Heat Flow and Physical Properties Package,HP3)的一部分,“鼹鼠”是一种长约16英寸(40厘米)的自动钻地探测针,通过带有内置温度传感器的绳索与洞察号着陆器相连,一旦“鼹鼠”向下钻到10英尺(约3米)深的地方,这些传感器就会测量从火星内部的热流温度。 “我们已经作出了所有我们能作出的努力,但火星和我们英雄的‘鼹鼠’仍然不相兼容。”热流和物理特性探测仪的首席研究员、来自德国航空航天中心的蒂尔曼·斯波恩(Tilman Spohn)说道,“幸运的是,我们已经从中学到了很多东西,这将有益于将来尝试深入行星地表之下的任务。” 洞察的“鼹鼠”停止了努力:“鼹鼠”是一个热探测器,它搭乘NASA的洞察号火星着陆器到达火星,图中是它锤击努力之后的样子,时间为2021年1月9日,也就是洞察号火星任务的第754个火星日。自2019年2月28日起任务团队就开始尝试钻入探针,至此,团队宣布终止这一努力。 图片来源:NASA /喷气推进实验室-加州理工 除了NASA的凤凰号(Phoenix)火星着陆器刮取过火星表面的上层土壤,洞察号之前再没有任何任务曾试图钻入火星表面之下。这么做很重要,原因包括:未来的宇航员可能需要挖掘土壤以获取水冰,而科学家则希望研究地下物质来寻找支持微生物生命存在的可能线索。 “我们为我们的团队感到骄傲,他们为了让洞察号的‘鼹鼠’深入到火星地表之下作出了非常多的努力。他们能在数百万英里之外进行故障排除,这真是太了不起了,”NASA华盛顿总部的科学副主任托马斯·齐布亨(Thomas Zurbuchen)说道,“这就是我们在NASA冒险探索的原因:我们必须突破技术极限,去了解哪些方法是有效的、哪些方法是无效。从这个意义上讲,我们已经取得了成功:我们已经学到了很多东西,这些信息将使未来去往火星及其他地方的飞行任务受益,并且,我们感谢德国航空航天中心的合作伙伴提供了这一仪器,也感谢与他们的合作。” 来之不易的智慧 洞察号周围火星表面土壤出乎意料的特性,将在未来几年内仍然是科学家倍感困惑的谜团。“鼹鼠”是基于之前的火星飞行任务所见的土壤而设计的,结果发现,这些土壤与“鼹鼠”真实遇到的土壤结构有很大的不同。两年来,研究团队一直致力于用“鼹鼠”这一独特而创新的仪器去适应新的情况。 “‘鼹鼠’这一装置没有任何先迹可循。我们所尝试去做的,即用如此小型的设备进行如此深的挖掘,是史无前例的,”南加州NASA喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)的科学家兼工程师特洛伊·哈德森(Troy Hudson)说道,“曾有机会一直走到底,就是最大的收获。”一直以来,哈德森都在努力让“鼹鼠”更深地钻入火星地壳之中。 除了了解该位置的土壤信息外,工程师们还获得了操作机器臂的宝贵经验。实际上在任务一开始,他们就以他们从未设想过的方式操作使用着机械臂和挖铲,包括将土壤压实在“鼹鼠”上。对一系列动作进行规划,然后将相关指令正确地发送给洞察号,这些已足以推动任务团队的成长。 他们这来之不易的智慧将让他们在未来的任务中受益匪浅,该任务的目的是利用机械臂埋下在洞察号着陆器和地震仪之间传输数据和电力的拴绳。洞察号地震仪已经记录了480多次地震,埋下拴绳将有助于减少温度变化,而温度变化会在地震数据中产生破裂声和爆裂声。 洞察号全称为“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),将为我们提供更多的科学知识。最近,NASA将洞察号火星探测任务延长了两年,到2022年12月。除了搜寻火星地震之外,这架着陆器还进行着一项无线电实验,实验的目的是收集相关数据,揭示火星拥有的是液态核还是固态核。洞察号的天气传感器能够提供在火星上所收集的最为详细的一批气象数据,等到2月18日NASA新的毅力号(Perseverance)火星车着陆火星表面,再加上好奇号(Curiosity)火星车,三辆火星车上的气象仪器将在另一颗星球上创建起第一个气象网络。 洞察号任务的更多相关信息 JPL为NASA的科学任务理事会(Science Mission Directorate)主导和管理洞察号火星探测任务。洞察号任务是NASA“发现计划”(Discovery Program)的一部分,由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center,MSFC)管理。洞察号探测器(包括巡航级和着陆器)由位于丹佛的洛克希德·马丁太空空间系统公司(Lockheed Martin Space Systems Company,LMT)制造,LMT同时还支持了探测器的飞行任务。 包括法国国家空间中心(Centre National d’Études Spatiales,CNES)和德国航空航天中心(DLR)在内的许多欧洲合作伙伴正在为洞察号火星探测任务作出贡献。CNES向NASA提供了内部结构地震实验仪(SEIS),主要研究者来自巴黎地球物理研究所(Institut de Physique du Globe de Paris,IPGP)。为SEIS作出了重大贡献的机构包括法国IPGP、德国马克斯普朗克太阳系研究所(Max Planck Institute for Solar System Research,MPS)、瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology,即苏黎世联邦理工学院ETH Zurich)、伦敦帝国理工学院(Imperial College London)、英国牛津大学(Oxford University)以及美国NASA喷气推进实验室(JPL)。DLR提供了热流和物理特性探测仪(HP3),波兰科学院(Polish Academy of Sciences)的空间研究中心(Space Research Center,CBK)和波兰的Astronika公司则对此作出了重要的贡献。温度和风力传感器由西班牙天体生物学中心(Centro de Astrobiología,CAB)提供。 参考来源: https://mars.nasa.gov/news/8836/nasa-insights-mole-ends-its-journey-on-mars/

洞察号充满惊叹的一年:450多个火星震、上千场火星风,还有神秘莫测的古老磁场

洞察号充满惊叹的一年:450多个火星震、上千场火星风,还有神秘莫测的古老磁场

NASA洞察号着陆器在火星上的艺术概念图。在这位艺术家对洞察号火星探测器的构想中,火星的次表层(subsurface)显示在图片的下半部分,而上半部分的背景中可以看到鬼神般肆虐的沙尘暴。 图片来源:巴黎地球物理研究所/尼古拉斯•萨特(Nicolas Sarter) 美国航空航天局(NASA)的洞察号火星探测器(InSight)已经完成了它第一年的探测任务,我们对火星的认识也出现了新的变化。已有6篇相关的研究论文于2月24日发表,共同揭示了火星这颗红色星球上,地震此起彼伏、沙尘暴疯狂肆虐、电磁脉冲难以理解的活跃盛况。 这6篇论文的其中5篇发表在《自然》(Nature)杂志上。还有一篇发表在《自然•地球科学》(Nature Geoscience)上,详细介绍了洞察号探测器的着陆位点:一个名为“霍姆斯特德山谷”(Homestead Hollow)的浅陨石坑,位于火星的埃律西昂平原(Elysium Planitia,又被称为“极乐平原”)上。 洞察号是第一个深入研究火星表面以下的无人着陆探测器,用于探索火星的内部结构,全称为“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)。它装载的科学仪器包括一个检测火星震的地震仪、多个测量风压和气压的传感器、一个磁力计,以及一个用于获取行星温度的热流和物理特性探测仪(Heat Flow and Physical Properties Package,HP3)。 [rml_read_more] 火星剖面图,展示了洞察号着陆器研究火星震活动的场景。 图片来源:詹姆斯•塔特尔•基恩(James Tuttle Keane)/《自然•地球科学》 研究团队正努力让探测仪按计划继续深入火星表面之下,一个名为“内部结构地震测量仪”(Seismic Experiment for Interior Structure,SEIS)的超灵敏地震仪,让科学家能够“听到”数百到数千公里范围之外的多个震动事件。 地震波在传播过程中会受到所穿过物质的影响,科学家能够借助这种方式研究行星内部的结构组成。对火星的探索可以帮助团队更好地了解岩质行星(Rocky Planets)的形成方式,我们的地球也是一颗岩质行星。 地表之下 火星上的震动事件比我们预期的更为频繁,但也更为温和。到目前为止,内部结构地震测量仪已经检测到了超过450个火星震信号,其中绝大多数可能只是强度较小的震动,不同于数据噪声,这些震动可能起源于环境因素,例如风。最大的火星震震级大约为4.0级,这种级别的震动强度较小,地震波还不能够向下穿过地壳进入火星的下地幔和地核。洞察号的首席研究员、来自喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)的布鲁斯•班纳特(Bruce Banerdt)表示,在研究行星的内部结构时,它们是“苹果中最美味的部分”。 科学家已经为更多的火星震事件做好了准备:在2018年11月洞察号登陆火星后,他们用了好几个月的时间才记录到第一次火星震事件;而到了2019年年底的时候,内部结构地震测量仪大约每天都能检测到2个地震信号,这或许表明洞察号恰好在一个特别“安静”的时间段里登陆了火星。科学家仍然在期盼中等待着一个“大号火星震”。 火星不具备像地球这样的板块构造,但确实可能有着会引起震动的活跃火山区。数据显示,有2次大型地震与科柏洛斯槽沟(Cerberus Fossae)这样一个地区有很强的联系,科学家在那里观察到了一些巨石,可能是从悬崖上被震掉下来的。在科柏洛斯槽沟,古时候的洪水冲刷出了将近800英里(约1 300公里)长的河道,而后,在过去的一千万年里(对于地质时间来说也就是一个转瞬),熔岩流渗入到了这些河道里。 其中一些比较“年轻”的熔岩流展示了一些被火星震破坏的迹象,这些火星震发生的时间在不到200万年前。喷气推进实验室的行星地质学家马特•哥伦贝克(Matt Golombek)说:“这只是火星上最近期的地壳构造特征,在这一地区能够看到震动的迹象不足为奇,但却令人振奋。” 目前为止NASA洞察号发现的2次最大的地震,似乎起源于火星上一个名为科柏洛斯槽沟的地区。此前,科学家在这片区域发现了地壳活动的迹象,例如山体滑坡。上面这张照片是由NASA火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaisance Orbiter)上的高分辨率成像科学实验(High Resolution Imaging Science Experiment,HiRISE)相机拍摄的。 图片来源:NASA / 喷气推进实验室-加州理工/亚利桑那大学(University of Arizona) 地表之中 数十亿年前,火星像地球一样拥有自己的磁场,如今它已不复存在,但却留下了些许的“磁残存”,现在的火星,地表之下61米至好几千米范围内的古老岩石具仍有一定的磁性。洞察号上装载了一个磁力计,这也是火星表面上第一个能检测磁信号的科学仪器。 洞察号上磁力计探测到的数据显示,霍姆斯特德山谷处的磁信号比绕轨飞行探测器的数据预测值要强上10倍。当然,轨道飞行器的测量值是数百千米范围的平均值,而洞察号的测量值则对应着更小的区域,也就更为精确。 由于洞察号在火星的着陆位置,大多数的表层岩石历史还不够悠久,没有被火星曾经的磁场磁化,因此,行星科学家凯瑟琳•约翰逊(Catherine Johnson)表示:“探测到的磁场一定来自于地表之下的古老岩石,我们正尝试将这些数据与地震学和地质学中获得的信息结合起来,对洞察号下方的磁化层进行探究,弄明白这种磁场需要达到多大的强度、距离地表多深才能被我们探测到。”约翰逊就职于不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)和行星科学研究所(Planetary Science Institute,全球最大的非政府性质行星科学家雇主单位)。 此外,科学家还想弄清楚这些磁信号是如何随时间而变化的,现有的数据显示,白天和晚上的测量值会有所不同,在夜里零点前后还会有突然的起伏。科学家仍在完善引发这种变化的相关理论,其中一种可能性是,它们或许与太阳风(solar wind)与火星大气间的相互作用有关。 深入旋风 洞察号几乎一直都在对风速、风向和气压进行持续的测量,比此前着陆任务提供的数据都要多。洞察号的天气传感器已经检测到了数千个呼啸而过的旋风,当这些旋风裹挟着砂砾、外形变得可见时,它们就被称为沙尘暴。巴黎索邦大学(Sorbonne University)的大气科学家艾默里克•斯皮加(Aymeric Spiga)说:“这个地方的旋风数量非常多,比任何其他装载了气象传感器的火星着陆器的着陆点都要多。” 虽然对火星风的测量从未停过,相关的成像也常常进行,但洞察号上的相机至今仍未捕捉到沙尘暴的真身。实际上,内部结构地震测量仪是可以感受到这些旋风的,就像是一个巨型吸尘器在表面上吸动拉扯。内部结构地震测量仪的首席研究员、来自巴黎地球物理研究所(Institut de Physique du Globe de Paris,IPGP)的菲利普•洛尼奥内(Philippe Lognonné)说:“旋风非常适合进行次表层的地震勘探。” 火星地核:探索仍在继续 洞察号有两台无线电设备:一台用于定期发送和接收数据,另一台功能更为强大的则用于测量火星自转时的“摆动”。这台X波段的无线电设备也被称作“自转与内部结构实验装置”(Rotation and Interior Structure Experiment,RISE),最终将能揭示火星的内核究竟是固态的还是液态的,固态内核带来的自转摆动将会少于液态内核。 第一年的数据仅仅只是个开始,对火星的观测满一个火星年(Martian year,大约两个地球年)后,科学家将能更好地了解火星自转摆动的幅度和速度。 关于洞察号 喷气推进实验室是帕萨迪纳市加州理工学院(California Institute of Technology,Caltech)的一个部门,负责为NASA科学任务理事会(Science Mission Directorate)管理洞察号任务。洞察号是NASA发现计划(Discovery Program)的一部分,由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center)负责管理。洞察号探测器由位于丹佛的洛克希德•马丁太空公司(Lockheed Martin Space)制造,包括探测器的巡航段(cruise stage)和着陆器(lander),该公司还为飞行任务提供了支持。 包括法国国家空间中心(Centre National d’Études Spatiales,CNES)、德国航空航天中心(Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt,DLR)和英国航天局(United Kingdom Space Agency,UKSA)在内的许多欧洲合作伙伴,都在为洞察者号火星任务提供支持。CNES向NASA提供了内部结构地震测量仪(SEIS),主要研究人员来自巴黎地球物理学院(Institut de Physique du Globe de Paris,IPGP)。对SEIS的重大贡献来自IPGP、德国马克斯普朗克太阳系研究所(Max Planck Institute for Solar…

NASA努力挽救“洞察号”火星着陆器的热探测仪

NASA努力挽救“洞察号”火星着陆器的热探测仪

美国国家航空航天局(NASA) 洞察号(InSight)的机械臂将用它的铲子把洞察号的热探测仪(或称“鼹鼠”)固定在洞壁上。 版权:NASA /喷气推进实验室-加州理工学院(JPL-Caltech) NASA的洞察号着陆器正在执行探索火星内部深处的任务。上周末,着陆器的机械臂调整到了适当的位置,以协助着陆器的自动锤式热探测仪。被称为“鼹鼠”的探测仪自2019年2月28日开始埋入地下以来,挖掘深度一直无法超过14英寸(35厘米)。 该操作是为被称为“钉住”(pinning)的战术做准备,这种战术将在几周内进行试验。 [rml_read_more] NASA的洞察号火星着陆器正试图利用它的机械臂让执行任务中的热探测仪器重新进行挖掘。洞察号研究小组的工程师阿什蒂•特雷比-奥伦努(Ashitey Trebbi-Ollennu)就职于NASA位于加州帕萨迪纳的喷气推进实验室(JPL),他解释了研究小组之前尝试的内容以及未来几周的目标计划。他们要尝试的下一个手段是把“鼹鼠”(mole)“钉”在洞壁上。 版权:NASA/JPL-Caltech 洞察号的副首席研究员苏•斯姆雷卡尔(Sue Smrekar)表示:“我们将试着把铲子的一侧压在“鼹鼠”上,把它钉在洞壁上。这可能会增加足够的摩擦力,使它在“鼹鼠”锤击恢复时得以继续前进。” 对“鼹鼠”的额外压力是否能够补偿独特的土壤仍然是个未知数。 旨在挖掘地下深达16英尺(5米)以记录逃离火星内部的热量,“鼹鼠”需要从周围的土壤得到摩擦力来前进以便挖掘:没有摩擦力,自动锤击的反冲力将使它反弹回原先的位置,研究小组怀疑这就是现在发生的情况。 JPL为NASA管理洞察号任务的同时,德国航空航天中心(DLR)提供了热探测仪,它是热流和物理特性包(HP3)的一部分。早在6月,研究小组就制定了一项帮助热探测仪的计划。一旦开始挖掘,“鼹鼠”就不会被捡起来重新安置。取而代之的是,机械臂拆除了原本用于使“鼹鼠”在挖掘进入火星表面时保持其稳定的一个支撑结构。 移除这个结构使得洞察号研究小组能够更好地观察在锤击过程中围绕“鼹鼠”形成的洞。“鼹鼠”有可能撞上了一块岩石,但DLR的测试表明,问题在于“鼹鼠”在锤击时土壤聚集在了一起,而不是掉落在了“鼹鼠”周围。果然,机械臂上的摄像头发现,火星表面以下似乎有2至4英寸(5至10厘米)的铝铁硅钙壳(duricrust),这是一种比其他火星任务中所遇到的任何东西都要厚的硬质土壤,与“鼹鼠”所被设计挖掘的土壤环境不同。 DLR的HP3首席研究员蒂尔曼•斯波恩(Tilman Spohn)表示:“我们对土壤的所有了解都来自洞察号发来的图像。既然我们不能把土壤带到“鼹鼠”那里,也许我们可以把“鼹鼠”它钉在洞里,把它带到土壤里。” 今年夏天,研究小组利用机械臂上的铲子挖了七次土,试图把洞挖开,但没有这样的运气。实际上用不了多大的力气就能把洞弄塌,但是机械手臂却并没有用尽全力推。研究小组将HP3放置在离着陆器尽可能远的地方,这样航天器的阴影就不会影响热探测仪的温度读数。结果,机械手臂不得不使用原本没打算的方式进行伸展,并用一定角度进行按压,施加比“鼹鼠”更近时要小得多的力量。 JPL的首席机械臂工程师Ashitey Trebi-Ollennu表示:“我们要求机械手臂锤击的力量超出它自身的重量。机械手臂无法像人那样推土。如果可以的话,这会容易一些,但毕竟那不是我们的手臂。” 星际救援行动对NASA来说并不新鲜。火星探测车团队不止一次地帮助拯救了勇气号(Spirit)和机遇号(Opportunity)。提出可行的解决方案需要非凡的耐心和计划。JPL有一个洞察号的工作副本来练习机械手臂运动,并且也有一个热探测仪的工作模型。 除了“钉住”战术外,研究小组还在测试一种以其最初所设计的方式使用铲子的技术:把土壤刮进洞里,而非试图将其压缩。在不久的将来,这两种技术可能会在洞察号拍摄的原始图像中对公众可见。 关于洞察号 JPL为NASA的科学任务理事会管理洞察号。洞察号是NASA发现计划“Discovery Program”的一部分,由位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理。位于丹佛的洛克希德马丁太空公司制造了洞察号航天器,包括其巡航级和着陆器,并为其执行任务期间的运行提供技术支持。 洞察号的探测任务得到了包括法国国家太空研究中心(CNES)和DLR在内的许多欧洲合作伙伴的大力支持。CNES与巴黎地球物理研究所(IPGP)的首席研究员一道,向NASA提供了内部结构地震实验装置(SEIS)。其他为SEIS做出重要贡献的机构包括:IPGP,德国马克斯普朗克太阳系研究所(MPS),瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH),英国帝国理工学院,英国牛津大学和JPL。DLR提供了热流和物理特性包(HP3)仪器,同时,波兰科学院空间研究中心(CBK)和波兰Astronika做出了重要贡献。西班牙天体生物学中心(CAB)提供了温度与风速测量传感器。 关于洞察号的更多信息,请详见: https://mars.nasa.gov/insight/ https://www.nasa.gov/insight/ 来源: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasas-push-to-save-the-mars-insight-landers-heat-probe

阴天下的洞察号

阴天下的洞察号

2019 October 4 InSight on a Cloudy Day Image Credit: NASA, JPL-Caltech, Mars InSight Explanation: Clouds drift through the sky as the light fades near sunset in this three frame animated gif. The scene was captured on sol 145 beginning around 6:30pm local time by a camera on the Mars InSight lander. Of course, InSight’s martian day, sol 145, corresponds to Earth calendar date April 25, 2019. Under the 69 centimeter (2.3 foot) diameter dome in the foreground is the lander’s sensitive seismometer SEIS designed to detect marsquakes. Earthquakes reveal internal structures on planet Earth, and so tremors detected by SEIS can explore beneath the martian surface. In particular, two typical marsquakes were recorded by SEIS on May 22 (sol 173) and July 25 (sol…

洞察号的“鼹鼠”仪器卡住了,我们该如何解救它?

洞察号的“鼹鼠”仪器卡住了,我们该如何解救它?

在NASA的喷气推进实验室模拟火星的测试区中,工程师正在尝试利用着陆器、机器臂和机器装置的模型,来辅助NASA洞察号火星探测器上热流和物理特性探测仪(HP3)的运作。 版权:NASA/ JPL-加州理工学院(Caltech) 科学家和工程师制定了一个新的计划,让美国航空航天局(NASA)洞察号(Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport,InSight)上被称为“鼹鼠”(mole)的热探测器在火星上再次开始挖掘工作。作为热流和物理特性探测仪(Heat Flow and Physical Properties Package,HP3)的一部分,“鼹鼠”是一种自动钻地的探测针,用于在火星表面之下16英尺(约5米)的地方进行挖掘和温度记录。 这根自动钻地的“鼹鼠”(mole)探测器,是NASA洞察号火星探测器上的热流和物理特性包(HP3)的一部分,截至2019年6月初,“鼹鼠”仅有部分钻入了火星土壤之中,如图所示。 版权:NASA / JPL-加州理工学院/ DLR 但是从2019年2月28日开始,“鼹鼠”钻入火星地表的深度就停在了12英寸(约30厘米)。“鼹鼠”装置的支撑结构挡住了洞察号的摄像机,让我们无法观察到鼹鼠,因此研究团队计划用洞察号的机器臂将支撑结构抬到不阻挡摄像的位置。根据研究团队到时候所看到的情况,在今年夏季的晚些时候,他们可能会使用洞察号的机器臂进一步辅助“鼹鼠”。 NASA洞察号火星探测器上的机械臂在热流和物理特性探测仪(HP3)上方移动,并在2019年6月1日拍摄的这一系列图像中努力地张开手指。 版权:NASA / JPL-加州理工学院 [rml_read_more] 洞察号火星探测器进行着好几个实验,HP3是其中之一,所有的这些实验都是为了揭开这颗红色星球的内部信息,让科学家对火星内部有一个直观的了解。洞察号上的仪器里还包含了一个地震仪,最近,在2019年4月6日的时候,这个地震仪记录了它的第一次地震信号,随后又记录下了迄今为止最大的地震信号,就在2019年5月22日,时间是太平洋夏令时的晚上7:23(北京时间5月23日上午10:23),这是一场强度3.0级的大地震。 洞察号在执行火星任务的第110个火星日(Martian day)里,拍下了这张地震仪的图像。 这台地震仪被称为内部结构地震实验仪(Seismic Experiment for Interior Structure,SEIS)。 版权:NASA / JPL-加州理工学院 过去的几个月里,NASA在加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)进行了测试和分析。喷气推进实验室主导了洞察号火星探测任务,而提供HP3的德国航空航天中心(German Aerospace Center,DLR)则正在研究阻止“鼹鼠”进一步挖掘的原因。研究团队现在认为,最可能的原因是洞察号周围的土壤中缺乏摩擦,这在一开始的意料之外,因为在火星其他部分的土壤中并不会出现这种状况。在设计“鼹鼠”时,松散的土壤需要能在探测针的周围流动,增加摩擦力以抵抗后坐力,从而能够进行挖掘;如果没有足够的摩擦力,“鼹鼠”则会反弹归位。 “JPL和DLR的工程师一直在努力评估这个问题,”NASA行星科学部(Planetary Science Division)的主任洛丽•格莱兹(Lori Glaze)说道,“挪动支撑结构将有助于研究团队收集道更多信息,并尝试至少一种可能的解决方案。” 在JPL的一个实验室中,NASA洞察号上自动钻地“鼹鼠”的复制品旁边,洞察号机器臂的复制品正在用铲子压在碎掉的石榴石(garnet)上。工程师们认为,这样的压力在火星土壤上可能会通过增加周围土壤的摩擦来帮助“鼹鼠”的挖掘任务。 版权:NASA / JPL-加州理工学院 一系列的抬起提动将于6月下旬开始,利用机器臂来抓住“鼹鼠”的支撑结构(洞察号最近进行了一些测试性的动作)。在一周的时间里,机器臂将分三步提起支撑结构、拍摄图像并将其返回,这样工程师就可以确保在挪动支撑结构的同时不会将“鼹鼠”拉出地面。一旦“鼹鼠”被拔出火星土壤,它将不能再重新回到之前的挖掘位置。 移动支撑结构的过程并非没有风险,但是,洞察号的任务管理者已经确定,只有采取了接下来的这些操作,“鼹鼠”才能再次运行。 “挪动支撑结构将使团队更好地了解‘鼹鼠’现在面临的情况,同时,这么做也可以让我们测试一个可能的解决方案,”DLR的首席研究员蒂尔曼•施波恩(Tilman Spohn)表示,“我们计划让洞察号的机器臂压在地上,因为依据我们的计算,这么做会增加‘鼹鼠’附近土壤的摩擦力。” 关于“鼹鼠”和解救它的行动,这里有一份研究团队的问答采访:https://mars.nasa.gov/news/8444/common-questions-about-insights-mole/?site=insight JPL为NASA的科学任务理事会(Science Mission Directorate)主导和管理洞察号火星探测任务。洞察号任务是NASA“发现计划”(Discovery Program)的一部分,由NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心(Marshall Space Flight Center,MSFC)管理。洞察号探测器(包括巡航级和着陆器)由位于丹佛的洛克希德•马丁太空空间系统公司(Lockheed Martin Space Systems Company,LMT)制造,LMT同时还支持了探测器的飞行任务。 包括法国国家空间中心(Centre National d’Études Spatiales,CNES)和德国航空航天中心(DLR)在内的许多欧洲合作伙伴正在为洞察号火星探测任务作出贡献。CNES向NASA提供了内部结构地震实验仪(SEIS),主要研究者来自巴黎地球物理研究所(Institut de Physique du Globe de Paris,IPGP)。为SEIS作出了重大贡献的机构包括法国IPGP、德国马克斯普朗克太阳系研究所(Max Planck Institute for Solar System Research,MPS)、瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology,即苏黎世联邦理工学院ETH Zurich)、伦敦帝国理工学院(Imperial College London)、英国牛津大学(Oxford University)以及美国NASA喷气推进实验室(JPL)。DLR提供了热流和物理特性探测仪(HP3),波兰科学院(Polish Academy of Sciences)的空间研究中心(Space Research Center,CBK)和波兰的Astronika公司则对此作出了重要的贡献。温度和风力传感器由西班牙天体生物学中心(Centro de Astrobiología,CAB)提供。 参考: https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7416 https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=7383

火星内部结构地震实验仪(SEIS):聆听火震(Marsquakes)

火星内部结构地震实验仪(SEIS):聆听火震(Marsquakes)

2019 June 4 火星内部结构地震实验仪(SEIS):聆听火震(Marsquakes) 图片来源:NASA, JPL-Caltech, Mars Insight 说明:如果你把耳朵放在火星上,你会听到什么?为了找到答案,探索未知的火星内部,美国宇航局的洞察号探测器在去年年底部署了火星内部结构地震实验仪(SEIS),这是一种灵敏的地震仪,可以探测到“火震”。4月初,在听到火星风和洞察号自身发出的声音之后,SEIS记录了一个前所未有的事件,该事件与“火震”(marsquake)的预期相符。这个视频可以在该网页上看到。尽管火星不像地球一样有构造板块,但在火星表面可以看到许多断层,这些断层很可能是在火星炽热的内部冷却时出现的,并且还在继续冷却。如果有足够强的“火震”发生,SEIS可以听到它们从火星内部的大型结构反射出来的隆隆声,就像液体核心一样,如果存在的话。 图为上周,SEIS安静地坐落在火星表面,接收太阳,同时在地平线上可以看到轻云。SEIS就能听到它们的轰隆声从火星内部的大型结构反射到火星上,就像液体内核一样,如果“火震”存在的话。上周拍摄的照片中,SEIS静静地坐在火星表面,接收阳光,同时在地平线上可以看到轻云。 SEIS: Listening for Marsquakes Image Credit: NASA, JPL-Caltech, Mars Insight Explanation: If you put your ear to Mars, what would you hear? To find out, and to explore the unknown interior of Mars, NASA’s Insight Lander deployed SEIS late last year, a sensitive seismometer that can detect marsquakes. In early April, after hearing the wind and motions initiated by the lander itself, SEIS recorded an unprecedented event that matches what was expected for a marsquake. This event can be heard on this Web page. Although Mars is not thought to have tectonic plates like the Earth, numerous faults are visible on the Martian surface which likely occurred as the hot interior of Mars cooled —…

洞察号探测到一个过境风涡

洞察号探测到一个过境风涡

这是美国国家航空航天局(NASA)洞察号在火星上的第二张自拍照。自拍摄第一张自拍照以来,着陆器已将热探头和地震仪从甲板上卸下放置在火星表面,同时航天器表面也覆盖了一层薄薄的灰尘。 来源:NASA/JPL-Caltech 如同水能载舟亦能覆舟,将火星裹满灰尘的风,同样也可以将这些灰尘吹走。灾难性尘暴,和美国国家航空航天局(NASA)的机遇号火星车一样有可能在结束任务后“寿终正寝”。但更多的时候,掠过的火星风清除了火星车太阳能电池板上的灰尘,并提升了其能量。这些灰尘的清除使得机遇号和它的姊妹火星车勇气号能够在90天有效期后依然能够存活数年。 搭载在洞察号上的气象传感器,每次除尘都可以提供火星事件重要科学数据,本次火星探测任务也注意到了这一点。 2月1日,即火星探测任务的第65个火星日,洞察号探测到一个过境风涡(若风涡卷起灰尘从而变得肉眼可见,也被称为尘暴;但此次“洞察号”的相机并没有捕捉到风涡)。同时,洞察号着陆器上两块大太阳能电池板的发电功率发生了微小的上浮,其中一块电池板的发电功率增强了0.7%,另一块增强了2.7%,这说明太阳能面板上确有少量灰尘被抬起。 上图:洞察号在火星上的第一张自拍照< 来源:NASA/JPL-Caltech 上图:洞察号在火星上的第二张自拍照 来源:NASA/JPL-Caltech 与勇气号和机遇号火星车所观测到的除尘火星风偶尔会使电力增加10%,同时使太阳能电池板明显变得干净相比,火星风对洞察号带来的上述影响都是小巫见大巫。但最近的事件也科学家们提供了首次测量到火星风在火星表面与尘埃相互作用“实况”的机会, 因为NASA此前的探测器都没有安装气象传感器,无法全天候记录如此多的数据。随着时间的推移,这些传感器所收集到的除尘数据可以为太阳能发电任务的设计以及火星风如何影响地貌的研究提供了参考。 马里兰州劳雷尔市约翰霍普金斯大学应用物理实验室的“洞察号”科研团队成员Ralph Lorenz表示,“火星风虽然对洞察号电池功率输出并没有太大影响,但这是一项令人着迷的科学。它为我们了解火星风是如何驱动地表变化提供了一个出发点。我们仍然不知道在火星上扬起尘埃到底需要多大的风。” 工程师们在分析洞察号太阳能发电情况时,会定期计算“灰尘因子”,即覆盖在太阳能板上的灰尘量。虽然他们没有观察到灰尘因子在尘暴过境期间发生任何变化,但发现电流显著加强,表明过境尘暴的确掀起了一部分灰尘。 测量这些除尘的关键是洞察号上的众多天气传感器,统称为辅助载荷传感器套件(APSS)。在第一次尘暴事件中,APSS观测到风速稳步上升且气压急剧下降—这是尘暴过境的标志。 APSS观测到风向发生了180度左右的改变,这在尘暴径直穿过着陆器的情况下是可以预料到的。APSS测得的最高风速为每小时45英里 (每秒20米),但同时也探测到了火星表面探测任务中所记录的最明显的9帕斯卡的气压下降,即环境压力的13%。这种情况表明,可能有更强的火星风,因湍流太大使得传感器无法记录。 巴黎索邦大学动力气象学实验室参与洞察号研究的科学家Aymeric Spiga表示,“洞察号迄今为止测量到的最高风速为每小时63英里(28米/秒),因此从太阳能面板上扬起的灰尘漩涡也是我们所见过的最强风之一。如果没有过境风涡,风速通常在每小时4-20英里(2-10米/秒)之间,取决于一天当中的时间。” 此次扬尘发生在火星当地时间下午1点33分,与洞察号探测到的尘暴一致。在火星和地球上,最剧烈的尘暴活动通常出现在中午到下午3点之间,即阳光强度最大且地面比地表空气热的时候。 洞察号于2018年11月26日在火星赤道附近名为“极乐世界”(Elysium Planitia)的一块多风区域着陆。着陆器已经探测到许多过境尘暴,据Lorenz表示,在洞察号执行两年主要探测任务期间,极有可能探测到大量除尘事件。 洞察号每一块餐桌大小的太阳能面板在着陆后都覆盖了一层薄薄的灰尘。在那之后,由于尘埃和火星远离太阳的双重原因,太阳能面板的能量输出功率下降了30%左右。如今这些太阳能面板每火星日可产生2700瓦时的电能,对于日常运行所需要的1500瓦时电能来说是完全足够使用的。 此次任务的动力工程师们仍在期待着出现与勇气号和机遇号所经历的类似的除尘事件,但即使有段时间内可能无法看到,他们也有足够的力量继续等待下去。 关于洞察号 喷气推进实验室(JPL)服务于美国国家航空航天局(NASA)科学任务理事会,负责管理洞察号。洞察号属于NASA发现计划的一部分,由该机构位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理。位于丹佛的洛克希德马丁太空公司制造了洞察号航天器,包括其巡航级和着陆器,并为其执行任务期间的运行提供技术支持。 洞察号的探测任务得到了包括法国国家太空研究中心(CNES)和德国航空航天中心(DLR)在内的许多欧洲合作伙伴的大力支持。法国国家太空研究中心和法国巴黎地球物理学院(IPGP)提供了内部结构地震实验装置(SEIS),其他为SEIS做出重要贡献的机构包括:德国马克斯•普朗克太阳系研究所(MPS),瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH),英国帝国理工学院,英国牛津大学和美国国家航空航天局喷气推进实验室。德国航空航天中心提供了热流和物理性质包(HP3)仪器,同时,波兰科学院空间研究中心(CBK)和波兰Astronika做出了重要贡献。西班牙天体生物学中心(CAB)提供了温度与风速测量传感器。 有关洞察号的更多信息,请访问:https://mars.nasa.gov/insight/ 有关火星的更多信息,请访问:https://mars.nasa.gov 参考 https://www.nasa.gov/feature/jpl/for-insight-dust-cleanings-will-yield-new-science

来聆听“火震”的声音

来聆听“火震”的声音

上面这张图是洞察号的防风防热罩(Wind and Thermal Shield),上面覆盖的是洞察号的地震仪。 Credits: NASA/JPL-Caltech 4月23日,法国国家太空研究中心(CNES)举办了一场新闻发布会,宣布洞察号首次在火星上检测到了一次微弱的地震信号,另外还有三次疑似的地震信号。火星上的地震,我们可以称之为“火震”。 火星上有地震,说明了火星仍然处于地震活跃状态。 洞察号检测到的明显“火震”信号发生在4月6日,也就是它的第128个火星日,类似于阿波罗任务在月球表面检测到的“月震”。 阿波罗宇航员在月球表面总过安装了5个地震仪,1969年至1977年间,在月球上测量到了数千次“月震”,揭示了月球上的地震活动。 Credit: NASA 其他三个疑似“火震”信号分别发生在3月14日(Sol 105),4月10日(Sol 132)和4月11日(Sol 133)。 地球上发生的地震,是由于板块运动时导致的断层,释放出地震波,使地面发生震动。火星和月球上没有构造板块,火星和月球上的地震原因之一,是由于它们内部持续的冷却收缩,随着时间的推移,造成了地壳断裂,从而引发了地震。 这两张图是洞察号的第10个和122个火星日对比照,我们可以看到洞察号的太阳能板上已经积累了许多灰尘,不过不是很影响洞察号的太阳能供电。 NASA / JPL-Caltech / Paul Hammond 下面这段视频中我们可以听到三种声音,火星风,可能的火震,以及洞察号机械臂移动时发出的声音,都被洞察号的火星内部结构地震实验仪(SEIS)记录了下来。 洞察号记录到的另外三个疑似火震信号,但都比这个信号模糊。 Credits: NASA/JPL-Caltech/CNES/IPGP/Imperial College London 参考 [1]http://www.planetary.org/blogs/emily-lakdawalla/2019/insight-detects-marsquake.html [2]https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-insight-lander-captures-audio-of-first-likely-quake-on-mars [3]https://presse.cnes.fr/en/world-first-french-seis-instrument-detects-marsquake

洞察号开始提供气象报告了

洞察号开始提供气象报告了

洞察号有一对温度和风速传感器(Temperature and wind for Insight,TWINS),位于洞察号着陆器上方。 Credits: NASA/JPL-Caltech 手指状的温度和风速传感器,由NASA喷气动力实验室领导,康奈尔大学以及西班牙天体生物学中心共同研制开发。 Credits: NASA/JPL-Caltech 无论你生活在地球上哪个角落,都不可能有火星上寒冷,从今天开始,公众可以在NASA的洞察号主页获取每日气象报告,洞察号记录的气象数据有温度,风速,风向,以及气压。 [rml_read_more] 洞察号着陆地点位于埃律西昂平原(Elysium Planitia),大约位于4.5 N, 135.9 E。 Credit:NASA 洞察号的天气报告 Credit:NASA 洞察号所在的埃律西昂平原,目前是北方冬末的典型气候,譬如洞察号的第81个火星日,即地球时间2019年2月17日,最低温度零下95摄氏度,最高温度零下17摄氏度,最低风速为0.5米每秒,最高风速为16.9米每秒,最低气压为690帕,最高气压为745.9帕。 Credit:NASA 洞察号将提供所在地全天候的天气数据,这将比以往火星表面任务的天气数据全。洞察号的这个工具对气象学家,以及公众来说,极其有趣,它会让你有一种造访外星球的感觉。 参考: [1]:https://www.nasa.gov/feature/jpl/insight-is-the-newest-mars-weather-service [2]:https://mars.nasa.gov/insight/timeline/prelaunch/landing-site-selection/ [3]:https://mars.nasa.gov/insight/weather/