NASA发射的洞察号探测器与之前的探测器有哪些不同

 

NASA发射的洞察号探测器与之前的探测器有哪些不同?
洞察号主要用于研究火星内部,而2008年的凤凰号主要用于研究火星的极地环境,不过洞察号使用开发了凤凰号的技术,这将可降低任务风险及成本。好奇号主要任务是探索火星的盖尔撞击坑。勇气号和机遇号双胞胎组合主要任务是探测火星上是否存在水和生命。

洞察号的主要任务是研究火星的内部,如火星的地震以及内部的活动以及测量3-5米深的温度。之前的探测器,如凤凰号,虽然洞察号利用了凤凰号在2008年成功登陆火星时的技术,但是它们2个的任务截然不同。凤凰号主要任务是寻找火星北极土壤中是否存在生命的迹象,并对浅层地下的水冰以及火星极地的气候进行研究。好奇号的主要任务是探测火星气候及地质,探测盖尔撞击坑内的环境是否曾经能够支持生命的存在,探测火星上水的成分。机遇号的任务是执行大量对火星岩石的地质分析和地表的描绘。勇气号的任务是探测火星上是否存在水和生命,并分析其物质成分,评估火星上的环境是否有利于生命。火星探路者号的主要任务是分析火星大气层、气候、地质和岩石与土壤的组成。

洞察号

洞察号是一个机器人着陆器,设计用于研究火星的深层内部。任务于北京时间的2018年5月5日19:05发射。在北京时间的2018年11月27日03:52:59,洞察号穿越了将近3亿英里(4.58亿公里)的太空旅程,着陆器终于成功地着陆在埃律西昂平原(Elysium Planitia) 的火星表面,在那里它将部署地震仪并开始地热探针的挖掘。它还将进行一系列无线电科学实验,以补充对火星内部结构和自转的研究。

仪器环境相机的开光(首个火星图片),图:NASA/JPL-Caltech

仪器部署相机开光,图:NASA/JPL-Caltech

该任务由美国宇航局喷气推进实验室管理。着陆器是由洛克希德马丁空间系统公司制造的。这个名字是运用地震调查、测地学和热量传送之内部探索的首字母缩写的(InSight)。

洞察号的目标是放置了一个装有法国航天局CNES(法国国家太空研究中心)生产的被称为SEIS地震仪的固定着陆器,并用德国航天局DLR(德国航空太空中心)生产的HP3热探测器测量热传递,以研究行星的早期地质演化。这也许会带来对太阳系类地行星——如水星、金星、地球、火星——以及月亮的新认识。在2012年最终的提案中,通过重新利用2008年凤凰号登陆器成功登陆火星时的技术,将洞察号的成本和风险降到了最低。

着陆器最初计划在2016年3月发射。然而,在发射之前SEIS仪器出现了持续真空失效的现象,错过了2016年的3月发射窗口,因此洞察号被送回位于科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁公司的工厂进行了储存。美国宇航局官员在2016年3月决定花费大约1.5亿美元,将洞察号的发射推迟到2018年5月。这样多余的时间也解决了地震计的一些问题,但是其总共的费用从以前的6.75亿美元增加到了8.3亿美元。

艺术家绘制的凤凰号 登陆器登陆时的图片, 其与洞察号的登陆有所相似。图:NASA/JPL/Corby Waste

设计

这次任务基于了2008年凤凰号火星登陆器的设计。因为洞察号由太阳能电池板供电,它会降落在火星的赤道附近,以实现最大功率,预计寿命可达到两年(1个火星年)。任务还包括了两个名为Mars Cube One(MarCO)的继电器微型卫星,它与洞察号一起发射并和洞察号一起飞向火星。

洞察号团队在美国宇航局喷气推进实验室的团体照,图:NASA/JPL-CALTECH

历史

洞察号最初被称为GEMS(地球物理监测站),但其名称在美国宇航局的要求下于2012年初更改了。在2010年的28项提案中,它是2011年5月获得300万美元用于开发详细概念研究的三项探索计划入围者之一。 2012年8月,洞察号被选中,并用于进行开发和发射。洞察号正式由美国国家航空航天局的喷气推进实验室(JPL)管理,并且有来自多个国家的科学家参与,该任务的成本上限为4.25亿美元,但是这里面并不包括运载火箭的经费。

洛克希德·马丁公司于2014年5月19日开始建造着陆器,并于2015年5月27日开始进行全面测试。

法国国家太空研究中心(CNES)提供的地震仪称为内部结构抗震试验(SEIS),因为SEIS的持续真空泄漏,所以导致了美国宇航局将计划发射日期推迟到了2016年3月至2018年5月。当洞察号被推迟时,其余航天器都已经被送回了洛克希德马丁公司。科罗拉多州的工厂用于存储,而用于发射该航天器的擎天神5号运载火箭(Atlas V)被重新分配到WorldView-4的发射任务中。

2016年3月9日,美国宇航局官员宣布,洞察号的发射窗口将推迟到2018年,估计耗资为1.5亿美元。该航天器的发射时间重新更改为2018年5月5日,并计划于北京时间的2018年11月27日凌晨3时许进入火星大气层并着陆于火星表面。使用加州范登堡空军基地的擎天神5号运载火箭发射后,其飞行计划将保持不变。NASA的喷气推进实验室的任务是为SEIS仪器重新设计和建造一个新的真空外壳,而CNES则进行仪器集成和测试。

2017年11月22日,洞察号完成了热真空测试,也称为TVAC测试,其中航天器会被置于压力降低和各种热负荷的模拟空间条件下。2018年1月23日,经过长期存放后,其太阳能电池板再次进行了展开和测试,另外还有一块含有160万名公众名字的硅芯片也被添加到了着陆器上。

携带有160万个签名的第二轮征集签名的芯片于2018年1月23日被安装到探测器上。图:NASA/JPL-Caltech/Lockheed Martin

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的大楼运送到加利福尼亚的范登堡空军基地,以便与运载火箭一体化。着陆器于2018年5月5日发射,于北京时间的2018年11月27日03:52左右抵达火星并着陆于火星表面。

参考资料

1.WJ百科-英文版(InSight/List of missions to Mars

2.所有数据参数引用自 NASA-Planetary Fact Sheets

3.天文学名词

 

文章作者:零度星系(天文在线)

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最终审核

编辑用时:2018年11月26日-2018年11月28日(花费时长:约12个小时)

审核用时

最后更新2018年11月28日星期三

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全文排版:天文在线(零度星系)

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