當(dāng)美國國家航空航天局(NASA)的“洞察號”(InSight)著陸器成功著陸的時，控制室里爆發(fā)出熱烈的掌聲和歡呼聲。到底是什么使這個航天器在火星的著陸如此特殊，而我們又可以從這次任務(wù)中學(xué)到什么呢？

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Sabrina Stierwalt（bing）

由物理學(xué)家薩布里娜·斯蒂爾沃特（Sabrina Stierwalt）發(fā)布于：“每日愛因斯坦”

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“ 確認(rèn)觸地！”在美國宇航局的電視直播這一進(jìn)程后，NASA噴氣推進(jìn)實驗室的控制室里爆發(fā)出熱烈的掌聲，科學(xué)家們互相擁抱以慶祝。2018年11月26日，周一，美國宇航局的“洞察號”著陸器成功登陸火星，它的任務(wù)是探索火星的內(nèi)部。

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在著陸器著陸的幾小時內(nèi)，科學(xué)家們依舊不清楚著陸器的完整狀態(tài)，但著陸器向地球發(fā)送了第一次通信，表明在這個狀態(tài)下這套設(shè)備可以正常使用。 “洞察號”已經(jīng)把他拍攝的第一張照片上傳到推特上了。所以為什么“洞察號”的成功著陸是這樣吸引人，同時我們又可以從這項任務(wù)中學(xué)到什么呢？

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1. “洞察號”的著陸是一項難以置信的成就。

我們已經(jīng)多次在火星表面成功降落了許多復(fù)雜的（或者說昂貴的）飛行器，所以洞察者的成功著陸似乎已經(jīng)過時了，但我向您保證，這是一件非常重要的事情。

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205天前，洞察號由阿特拉斯5號火箭從美國西海岸發(fā)射升空，飛行了3.01億英里。飛行器以每小時13000英里左右的速度接近火星，在準(zhǔn)備降落時不得不減速到每小時1000英里左右（在兩分鐘內(nèi)改變12Gs）。在這個過程中，隔熱罩的溫度超過了2700華氏度，這足以熔化鋼鐵。

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飛行器還必須以12°的角度進(jìn)入火星大氣。角度太大或是溫度太高都不利于飛行器的生存。如果角度太小，飛船會被大氣反彈回太空。

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在著陸時，所有的起落架必須一起工作。降落傘必須要展開，小的爆炸會發(fā)生在隔熱罩上，而且飛行器的腿必須在雷達(dá)檢測到離地面一公里時伸出來。最后，在著陸器將要降落到地面前，助推器啟動，使速度降為每小時5英里。12個引擎的正常工作保證著陸器以持續(xù)穩(wěn)定的速度接近地面，希望在最后一次反推的顛簸中沒有一個設(shè)備收到損傷。

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在43次火星任務(wù)中，只有18次成功。1999年，美國國家航天局(NASA)的一艘航天器撞上了火星南極，就在一年前，環(huán)火星氣候探測器(Mars Climate Orbiter)在進(jìn)入火星大氣層時解體。2016年，歐洲航天局（The European Space Agency）的斯基亞帕雷利著陸器（Schiaparelli Lande）墜毀在火星表面。所以，就像我說的，在火星表面成功著陸仍舊是一件大事。

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環(huán)火星氣候探測器(Mars Climate Orbiter)

2. “洞察號”火星著陸器與“漫游者”不同。

為什么還要執(zhí)行另一個火星任務(wù)?呃，不像火星探索漫游者：勇氣號、機遇號，或火星科學(xué)實驗室漫游者：好奇號，它們被設(shè)計用來在紅色星球上旅行，了解不同類型的表面地形，而洞察號著陸器被設(shè)計用來在著陸后停留在原地。這是因為“洞察號”的主要目的是挖掘。 2012年登錄火星的“好奇號”漫游者只往下挖了幾英尺，而“洞察者”則準(zhǔn)備向下探索16英尺（約5米）。

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“洞察者”小組選擇埃律西昂平原作為它的著陸點，那里平坦而乏味，因此那里是探索地表之下的好地方。

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3. NASA的科學(xué)家們使用增強現(xiàn)實技術(shù)來幫助他們像洞察號一樣觀察火星。

為了幫助“洞察號”做好準(zhǔn)備，美國國家航天局（NASA）的科學(xué)家在實驗室里復(fù)刻了預(yù)計降落地點的火星的地形，還制作了一個洞察號著陸器的復(fù)制品。著陸后，他們會根據(jù)“洞察號”拍攝的它周圍的照片來調(diào)整復(fù)刻的地形。首先，他們將把這些圖像傳輸?shù)饺S顯示增強頭戴式視圖器中，然后把這些圖片疊加到實驗室環(huán)境中，以3D形式重現(xiàn)火星景觀。然后他們可以用更老式的工具，比如鐵鏟，來改變現(xiàn)實生活中的灰塵和污垢。

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洞察者傳回的照片（bing）

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如果你想體驗與火星相關(guān)的增強現(xiàn)實，請查看由美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室的可視化專家開發(fā)的航天器AR應(yīng)用程序。這款智能手機應(yīng)用程序?qū)⒚绹詈骄值暮教炱鞣旁谀愕恼胺剑员憬嚯x觀看。

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4. “洞察號”將是研究火星內(nèi)部的第一個任務(wù)。

“洞察號”有三個主要目標(biāo)，被描述為類似于獲取火星的生命跡象，即火星的脈搏、反射和溫度。

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“洞察號”還會使用地震儀來測量穿過火星內(nèi)部的波的強度和頻率。這些測量結(jié)果揭示了是什么產(chǎn)生了波，以及波正在穿透的物質(zhì)的性質(zhì)?？茖W(xué)家懷疑這種所謂的地震活動是由火星地震和隕石撞擊造成的。測量這些波可以讓我們了解火星地核的大小，不同層（即地殼、地幔和地核）的深度和組成。

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“洞察號”還會觀察來自地球的無線電信號的變化，來測試火星在繞太陽運動的軌道上的擺動。擺動的數(shù)量展示了火星地核的組成：液態(tài)的地核會帶來更多的擺動而固態(tài)的地核會帶來更少的擺動。

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最后，“洞察號”將提供一種名為“鼴鼠”(mole)的設(shè)備，它將深入地表以下16英尺深處，測量地球的溫度。這個高科技體溫計可以告訴我們有多少熱量從這顆紅色星球內(nèi)部逃逸，以及全年的溫度波動有多大。由此我們可以得到一個非常有趣的問題的答案，火星內(nèi)部是否足夠溫暖，使得液態(tài)水可以存在于地表下。

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所有這些測量，或生命特征，最終告訴我們火星內(nèi)部的組成。一旦我們知道火星是由什么構(gòu)成的，我們就可以評估火星在45億年前是如何形成的了，同時，我們還可以更好地了解其他像地球一樣的巖石行星的形成過程。

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火星（bing）

作為一位天文學(xué)家，我不僅對我們可以從洞察號著陸器學(xué)到的科學(xué)知識感到無比興奮，更對成功將著陸器送到火星所需的奉獻(xiàn)精神和團(tuán)隊合作感到非常激動。我們都是地球人，擠在浩瀚的太空中，試圖更多地了解我們是如何來到這里的。但是正如洞察號目標(biāo)所揭示的那樣，我們?nèi)栽谔剿麝P(guān)于火星最基礎(chǔ)的問題的答案，我們還遠(yuǎn)不能隨心所欲地訪問我們的鄰居星球所以讓我們記住要優(yōu)先照顧好我們的星球。我們和地球在一起！

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作者: Sabrina Stierwalt

FY: 考拉小巫

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