北京時(shí)間11月27日凌晨3點(diǎn)56分，美國宇航局（NASA）的火星探測器“洞察”號在火星成功著陸�！岸床臁碧栍诮衲�5月5日發(fā)射，其在最終登陸火星之前已經(jīng)飛行了近7個(gè)月。

航天專家龐之浩告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，人類至今已發(fā)射了40多個(gè)火星探測器，但成功率不足50%，所以火星也被稱作是“探測器墳場”。而最主要的原因就是火星距離地球太遙遠(yuǎn)，這對軌道、控制、通信和電源等技術(shù)都提出了很高的要求。

然而，成功著陸的探測器都在火星上獲得了回報(bào)。據(jù)知乎航天話題優(yōu)秀回答者太空精釀介紹，水手9號發(fā)現(xiàn)了太陽系最高的奧林帕斯山和最長的水手峽谷；全球勘探者號發(fā)現(xiàn)了冰川、湖泊和水溝存在的痕跡；奧德賽號發(fā)現(xiàn)了廣泛存在的地下水分；火星快車號發(fā)現(xiàn)了巨大的地底湖泊；好奇號發(fā)現(xiàn)了甲烷類有機(jī)物存在的直接證據(jù)。

一次次令人驚喜的發(fā)現(xiàn)，也讓人類更迫切地想要進(jìn)一步去了解這個(gè)星球。此次洞察號的任務(wù)便與以往任何一個(gè)探測器都不同，它將通過“傾聽”火星地震和測量它的熱量輸出來研究火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。有研究人員認(rèn)為，這是對火星45億年來的第一次“體檢”。

“恐怖的”著陸7分鐘

通常而言，火星探測任務(wù)分為發(fā)射、巡航、進(jìn)入下降和著陸、表面操作等四個(gè)階段。其中最難也是最關(guān)鍵的，便是第三個(gè)步驟。

龐之浩表示，探測器進(jìn)入火星軌道的難度好比從巴黎打一個(gè)高爾夫球，要正好落到東京的某個(gè)球洞里�！斑@是由于通訊延時(shí)很長，所有數(shù)據(jù)都要提前注入。在探測器切入火星軌道過程中，如果切入點(diǎn)離火星過遠(yuǎn)，則不能被火星的引力捕獲而掠過火星;如果切入點(diǎn)離火星太近，則可能墜毀于火星大氣層�！�

1999年9月23日，美國“火星氣候軌道器”在即將進(jìn)入預(yù)定軌道前燒毀，原因就是在軌道切入操作中，英制和公制單位的混淆造成導(dǎo)航誤差，使其因離火星太近被燒毀。

而在切入火星軌道之后，在火星表面著陸的難度將更大。太空精釀表示，火星距離地球最近之時(shí)也在6000萬公里級別，這意味著至少400秒的往返通訊延遲，而探測器在實(shí)際著陸時(shí)與地球的距離更遠(yuǎn)，時(shí)間也遠(yuǎn)大于400秒，因此，探測器的著陸過程必須全部自主完成。

探測器從進(jìn)入火星大氣層到最終著陸，只需要7分鐘左右時(shí)間，而這也被稱作是“恐怖7分鐘”。之所以恐怖，是因?yàn)檫@個(gè)過程中涉及到的上千個(gè)復(fù)雜操作都只能通過預(yù)先設(shè)置，這意味著在探測器實(shí)際著落過程中，即便出現(xiàn)什么意外，人類也束手無策。

據(jù)龐之浩介紹，探測器在火星軟著陸方式主要有三種，即氣囊彈跳式、反推著陸腿式以及空中起重機(jī)式。這三種方式各有利弊，洞察號最終采取的是反推著陸腿式。

洞察號的整個(gè)降落過程約6.5分鐘，大致可分為四個(gè)階段：首先是超音速進(jìn)入大氣層階段，洞察號在距離火星約125公里處，以5500米/秒的速度進(jìn)入火星大氣層；約3.5分鐘后，洞察號進(jìn)入傘降階段，其在距離火星約11.1公里處打開降落傘、分離隔熱盾、打開著陸架，此時(shí)的速度約為385米/秒，隨后開啟測距雷達(dá)，這個(gè)過程約2.5分鐘。

然后是反沖階段，洞察號與降落傘分離，速度已降到60米/秒，開啟反沖火箭點(diǎn)火，這個(gè)過程不到一分鐘；最后便是洞察號成功著陸。

洞察號著陸的地點(diǎn)其實(shí)也是經(jīng)過長達(dá)四年的討論再最終決定的。龐之浩表示，由于洞察號是研究火星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，因此需要選擇“表皮”比較薄的地方；二是洞察號是原位式探測器，因此著陸點(diǎn)必須平坦；三是為了鉆開火星地表淺層往下埋放探針，還要找個(gè)平坦松軟的地方；四是著陸點(diǎn)要足夠明亮和溫暖，為探測器提供充分的太陽能。

綜合以上因素，NASA最終選擇了位于火星北半球赤道附近的埃律西昂平原西部，中心位置約北緯4.5度，東經(jīng)136度。在這里，洞察號可以在沒有障礙物的情況下部署太陽能電池板和儀器，同時(shí)還擁有足夠的陽光為太陽能陣列充電。

洞察號的兩大任務(wù)

成功著陸后，洞察號很快便開始了地面操作，首先，它需要部署兩塊太陽能電池板，整個(gè)過程需要約16分鐘，這將保證洞察號的電力供應(yīng)。

整個(gè)洞察號著陸器的重量約360千克，最大寬度約6米，有兩塊直徑2.2米，能像紙扇一樣展開的圓形太陽能電池板。NASA表示，當(dāng)它們打開時(shí)，整個(gè)著陸器的大小與20世紀(jì)60年代的敞篷車相當(dāng)。

據(jù)NASA介紹，洞察號在著陸后的一周以內(nèi)，便將開始收集科學(xué)數(shù)據(jù)。據(jù)了解，洞察號此次帶有兩大科學(xué)任務(wù)：一是通過探測火星內(nèi)部地震活動(dòng)的規(guī)模、頻率和地理分布以及隕石撞擊火星表面的頻率，來確定目前火星地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的級別以及隕石撞擊火星的頻率。

二是通過調(diào)查火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和活動(dòng)過程，研究類地行星的形成和演化過程，包括確定火星內(nèi)部的熱狀態(tài)、火星地幔的成分和結(jié)構(gòu)、火星地殼的厚度和結(jié)構(gòu)以及火星地核的尺寸、成分和物理狀態(tài)（液體/固體）。

為此，洞察號攜帶了最先進(jìn)的“內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)儀器”（SEIS）和“熱流和物理性質(zhì)探測儀”（HP3）。實(shí)際上，洞察號也是一項(xiàng)國際合作項(xiàng)目，因?yàn)樯鲜鰞蓚�(gè)儀器分別由法國和德國提供。

而地震儀的核心是裝在鈦合金球形真空容器內(nèi)的3個(gè)高精度寬頻帶地震傳感器。它們非常靈敏，能測量不到1/4氫原子直徑的地面運(yùn)動(dòng)，并精確掌握火震和其他火星內(nèi)部活動(dòng)。

此外，洞察號還攜帶了由美國研制的“旋轉(zhuǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)天線”（RISE）。它將利用探測器通信系統(tǒng)對行星旋轉(zhuǎn)進(jìn)行精確測量，即通過火星與地球之間的無線電傳輸來評估火星繞軸自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的擾動(dòng),從而更好地了解火星內(nèi)部，為研究火星內(nèi)核大小提供線索。