洞察号火星无人着陆探测器

“洞察”号火星无人着陆探测器是美国宇航局向火星发射一颗火星地球物理探测器，它的机身设计继承先前的凤凰号探测器，着陆火星之后将在火星表面安装一个地震仪，并使用钻头在火星上钻出迄今最深的孔洞进行火星内部的热状态考察。根据项目首席科学家布鲁斯·巴内特（Bruce Banerdt）的说法，这一探测器将是一个国际合作进行的科学项目，并且几乎是先前大获成功的凤凰号探测器的翻版。

2018年5月5日凌晨4时05分，搭载“洞察”号火星探测器的“宇宙神”V－401型火箭从位于加州中部的范登堡空军基地3号发射台发射升空，执行人类首个探究火星“内心”的探测任务。11月26日14时54分许，“洞察”号无人探测器在火星成功着陆，执行人类首次探究火星“内心深处”奥秘的任务。2022年6月22日消息，NASA“洞察号（InSight）”火星着陆器团队改变了计划，现在该着陆器的地震仪将运行更长时间，其也将因此更早地耗尽电力。

背景信息

洞察号只是作为全部3个参加竞争美国宇航局“发现”计划经费支持的项目之一。“洞察”号原计划2016年3月发射，但由于其搭载的地震测量仪主要传感器出现真空密封不严问题，发射被迫推迟。美航天局之前发布的一份声明说，“洞察”号的预算原本为6.75亿美元，但重新设计地震测量仪加上任务延迟，导致项目成本超过9.93亿美元。

设计原理

巴内特是宇航局喷气推进实验室的专家，他说：“洞察号基本是白手起家，但是其设计基本遵从了先前凤凰号的蓝图。”他的小组这样利用已经被证明为可靠的旧有设计蓝图将省去重新进行设计的步骤，从而大幅削减项目成本。不过他也说：“这台探测器的机械臂和凤凰号的很像，但是并非完全相同。”并且洞察号探测器的着陆地点和考察目标也和凤凰号有所不同。

洞察号将搭载完全不同的3种科学载荷，包括两台由欧洲提供的仪器，专门设计用于探查这颗红色星球的核心深处，从而了解与其形成过程相关的线索。它将探测这里是否存在任何地震现象，火星地表下的地热流值，火星内核的大小，并判断火星的内核究竟处于固态还是液态。巴内特说：“地震仪设备（即SEIS，全称为‘内部结构地震实验’）由法国提供，地热流值探测仪（HP3，即热流和物理属性探测仪）则由德国提供。”洞察号探测器计划中将降落在火星靠近赤道的温暖地带，从而保证它的任务期可以达到两年左右。

发射历程

发射

2018年5月5日凌晨4时05分，搭载“洞察”号火星探测器的“宇宙神”V－401型火箭从位于加州中部的范登堡空军基地3号发射台发射升空，执行人类首个探究火星“内心”的探测任务。

着陆

2018年11月26日，美国国家航空航天局官网发布消息称，火星探测器“洞察号”将于美国时间11月26日，在火星表面着陆。着陆前，它将以19800公里的时速进入火星大气层顶部，并在三条腿落地火星表面之前，慢慢降至时速8公里，相当于人类慢跑的速度。这种急遽减速必须在不到7分钟内完成。

2018年11月26日14时47分，“洞察”号进入火星大气层，整个进入、降落和着陆的过程在约7分钟内完成。

2018年11月26日14时54分许（北京时间27日3时54分许），美国航天局的“洞察”号无人探测器在火星成功着陆，执行人类首次探究火星“内心深处”奥秘的任务。随后，“洞察”号通过与其同行的迷你卫星于15时许传回了火星的第一张照片。

2019年2月19日起，根据“洞察”号无人探测器提供的数据，美国航天局开始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。

2019年3月18日，据美国《科学》杂志报道，“洞察”号着陆器终于将其超灵敏的地震仪置于火星表面。该仪器旨在通过探测“火星震”的轰鸣声来揭示有关火星内部的谜团。几周后，着陆器首次听到了火星上的微小震颤。这种新发现的噪声很可能由来自大气风的低频压力波引起，这些大气风在火星表面呼啸而过，在火星表面产生浅浅的长周期波——瑞利波。

主要任务

洞察”号任务全称“通过地震调查、测地学及热传导实施内部探测”，是首个研究火星内部的探测任务，也是美国火星无人探测项目的重要部分，设计任务时间为两年。科学家希望通过“洞察”号了解火星内核大小、成分和物理状态、地质构造，以及火星内部温度、地震活动等情况。目的是想尝试回答一个科学界最基本的问题：行星是如何形成的？

如果一切顺利，探测器预计将于2018年11月26日左右在火星赤道附近着陆，然后用机械臂把地震测量仪和温度测量装置永久安置于火星表面。这将是在火星上前所未有的行动。洞察号将在火星表面的着陆点就地完成其大部分设定的科学探测目标。它的机械臂将携带两台科学仪器直接接触火星地表展开考察工作。巴内特说：“机械臂将会把地震仪和地热流探测仪从仪器平台上取下，依次摆放在探测器旁边的地面上。机械臂本身并不携带有钻头，但是热流探测仪会自动向下钻探，深度可以达到5米左右。”

设备配置

这一火星探测器配备两个可折叠的太阳能板，展开后着陆器宽约6米。“洞察”号搭载了三部主要的科学仪器，分别为地震测量仪、温度测量装置以及“旋转和内部结构实验仪”。

可防风的地震测量仪灵敏度极高，足以“感知”尺度为氢原子半径的地面运动，记录“火星震”或陨石冲击所引发的震波；温度测量装置可通过锤击到达火星地下3米或更深处，测量火星内核释放的热量；而“旋转和内部结构实验仪”可以通过火星与地球间的无线电传输，来评估火星绕轴旋转产生的扰动，用以提供火星内核大小的线索。

另外，以卡通明星“瓦力”和“伊娃”名字命名的两颗“双胞胎”迷你卫星也将与“洞察”号同行，成为首批进入行星际空间的立方体卫星。它们将在“洞察”号着陆时，把远距离遥测结果直接发回地球。这两颗卫星的成本约为1850万美元。

探测器携带的第三件科学载荷是RISE，即“自转和内部结构试验”探测设备，这是美国宇航局喷气推进实验室（JPL）提供的。它将利用探测器的通讯系统精确测量火星的自转并探查火星的内部结构和组成成分。

在火星上执行考察任务的机遇号火星车在执行一项多普勒无电线追踪实验，这一实验的原理和RISE设备的实验非常相似，只是后者的实验精度将要更高。巴内特说：“RISE实验设备的工作将和现在利用机遇号火星车进行的实验非常相似，但是洞察号的设备可以做的更好。”他说：“两者之间的不同在于我们每周将会做更多更频繁的追踪实验，机遇号由于正值火星冬季，因而电力不足，处于停驶状态。相比之下，洞察号将可以连续一整个火星年（约合两个地球年）进行这项实验，而机遇号的数据却可能只能覆盖几个月。”

除此之外，洞察号还将装备两台相机，并将进行一些天气方面的测量工作。

“在洞察号的机械臂上安装了相机，在设备平台上也有。所有这两台相机的主要目的都是为了方便监测将仪器设备放置在火星表面上的操作，当然它们也能用来拍摄探测器周围的环境景色，不过这些照片都将只有黑白两色的。将对气压，温度和风速等进行测量，主要是为了用于地震仪数据的噪音修正工作，当然这些数据也将是火星天气研究方面有用的材料。

大事记

2021年12月消息，自“扎根”火星以来，美国国家航空航天局（NASA）的“洞察”号火星探测器在其着陆点测量了大约733次地震。

当地时间2022年5月10日，美国国家航空航天局（NASA）宣布，旗下的“洞察号”火星探测器开始工作以来检测到火星发生的最强震，达到里氏5级。

新华社北京2022年5月18日消息，由于动力不足，美国火星探测器“洞察”号今年夏天或正式终结任务。美国国家航空航天局2022年5月17日说，“洞察”号太阳能电池板将完全被火星上的尘土覆盖，使它最终无从获得动力。

当地时间2022年9月19日报告称，美国宇航局“洞察”号探测到4颗陨石撞击火星产生的地震波和声波，然后计算出它们留下的陨石坑的位置，这是科学家们首次在地球以外的地方进行此类测量。