「火震」了解下:「洞察號」十大驚人事實,將火星變成時間機器
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美國宇航局火星「洞察號」探測器設計用於勘測火星內部,搜尋火星上的地震(或者叫做「火震」),以及關於火星內核等更多的秘密。目前,這並非是第一個登陸火星表面的著陸器,但它能夠深度挖掘火星內部,探索神秘的科學答案。
但是有一些關於「洞察號」探測器的細節會讓人們大吃一驚,以下是該探測器的十大驚人事實:
1、它是首次窺探火星內部的探測器。迄今為止,我們對火星的認知是非常膚淺的。從火星表面角度觀測,美國宇航局「好奇號」和「機遇號」探測器拍攝了大量周圍表面圖像,有時,「好奇號」探測器會收集樣本進一步分析。同時,該探測器也可以鑽洞,但它僅能在火星表層土壤中進行。此外,軌道上空的太空飛船對火星表面持續監控,軌道飛行器拍攝火星表面高解析度圖像,或者觀測火星大氣層。
「洞察號」的目標不是在火星表面漫遊,而是保持靜止。這樣能夠仔細測量火星內部的特性,其中包括:地震活動(火震和隕石碰撞等)、溫度(通常熱流實驗)以及火星內核大小和外形(當火星環繞太陽運行時通過分析火星震動情況)。「洞察號」是正式英文名「Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport」的縮寫,意思是「地震調查、測地與地熱流內部探測器」。
2、它將有助於我們洞悉其它行星。開普勒太空望遠鏡向我們展示了類地行星(例如地球或者略大一些的「超級地球」)在宇宙中普遍存在。從遙遠太空區域觀測這些行星非常困難,因此觀察火星幫助我們更好地預測火星成分和大氣層。即使在我們的太陽系中,觀察類地行星將幫助我們理解為什麼會如何不同。例如:為什麼地球有這麼多的水,而火星水資源卻消失了呢?
當涉及岩石行星,我們僅研究了一顆岩石行星(地球)的詳細狀況。通過對比地球內部和火星內部,「洞察號」研究團隊希望更好地理解我們的太陽系,他們掌握的重要信息甚至有助於搜尋類地系外行星,縮小可能支持生命存在的星球。因此,雖然「洞察號」是一個火星任務,但它超越了火星任務的範圍。
3、「洞察號」可能發現火震。正如之前所提及的,「洞察號」的一項主要任務是探測火震(或者火星地震活動)。之前其他太空任務進行過嘗試,但均以失敗告終。1976年,美國宇航局發射兩艘太空飛船——「海盜1號」和「海盜2號」,抵達火星表面,它們均攜載地震波檢測儀,但安裝在飛船頂部。在實地勘測中隨風擺動,因此勘測數據並不準確。
地球上的地震主要是由於板塊活動造成的,但在火星表面,科學家預計火震會從火山活動、火殼裂縫或者隕石撞擊中產生。美國宇航局表示,每次火震都像一個閃光燈泡,能夠照亮火星內部真實結構。通過研究火震波穿過火星內部不同層(火殼、火幔和火核),科學家能夠推測出各層的深度,以及各層是由什麼元素構成的。通過這種方式,地震學就像是對火星內部進行X光透視。
4、美國宇航局的天線裝置將從地球跟蹤「洞察號」探測器。「洞察號」將定期向美國宇航局深空網路傳送它的具體位置,這是與太陽系內太空飛船進行通信的天線組。通過該探測器的無線科學實驗,能夠定位跟蹤幾厘米範圍之內的區域。在實地勘測中,「洞察號」將靜止原地——但火星卻不會這樣,隨著火星環繞太陽運行,火星也將產生搖動。
美國宇航局說:「『洞察號』將告訴我們火星搖動的程度,使用人們智能手機的相同技術,將揭曉你所處的位置。科學家使用這些信息,在勘測任務中進行收集,進一步理解火星軌道運行中會出現多少火震。這是理解火星內核大小的關鍵因素,以及確定火核是液體還是固體。」
5、「洞察號」將揭曉火星和地球之間的神秘關係。雖然科學研究表明,地球、月球和火星構成的主要成分相似,但只有詳細的研究才能證實是否該假設是正確的。「洞察號」的熱探測實驗將鑽入表面之下5米深處,以到達季節性變化影響其測量值的區域。每深入鑽探50厘米,探測器就會釋放一次熱脈衝。感測器之後檢測熱脈衝的變化情況。
美國宇航局表示,如果火殼物質是一種非常好的熱導體,就像金屬一樣,脈衝將很快衰減。如果是一種較差的導體,像玻璃一樣,脈衝將緩慢衰減。這將告訴科學家隨著深度不斷增加,相應的溫度升高有多快,以及火星內部熱量是如何流動的。
6、這是首次來自西海岸的星際發射。美國宇航局曾進行多次火星任務,但全部探測器都是在佛羅里達州發射升空,一個最重要的原因是,從東海岸發射到其他星球更加容易。但是「洞察號」探測器的發射地點位於加州范登堡空軍基地。這是有可能實現的,因為強大的Atlas V-401火箭能夠從西海岸發射太空飛船抵達火星。
美國宇航局表示,最終選擇范登堡空軍基地主要取決於「洞察號」發射期(該探測器發射期從5月5日延伸至6月初),當火箭發射升空時,一個新的區域將看到星際發射過程,在一個晴朗的黎明前天空,從加州聖馬麗亞至聖地亞哥,均可看到「洞察號」發射升空。
7、「洞察號」搭載立方體衛星。「洞察號」探測器搭載兩顆衛星一起升空,它們分別被稱為「瓦力(Wall-E)」和「伊夫(Eve)」,其命名源自2008年科幻動畫片《機器人瓦力》。它們的正式名稱是「火星立方一號(MarCO)」,也被稱為「立方體衛星」,它們是傳統上能夠接近地球的小型太空探測器。它們也是小型衛星,可以完成簡單的太空任務,例如:船載勘測、通訊傳輸或者小型相機觀察地球。
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