 在丹佛（Denver）洛克希德．馬丁公司太空系統(tǒng)部門(mén)（Lockheed Martin Space Systems）的球樣無(wú)塵室內(nèi)，工程師正在調(diào)整美國(guó)航太總署洞察號(hào)登陸器的有地太陽(yáng)能板，當(dāng)太空船降落在火星上時(shí)，的洞察看起來(lái)就會(huì)像是探究這個(gè)樣子。 Photograph by Lockheed Martin,火星和地號(hào) NASA, JPL-Caltech  美國(guó)航太總署的工程師正在無(wú)塵室內(nèi)，為洞察號(hào)太空船任務(wù)進(jìn)行組裝和測(cè)試工作。探究此照片拍攝于2015年?；鹦呛偷靥?hào) PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN,球樣 NASA, JPL-CALTECH  美國(guó)航太總署洞察號(hào)太空船的后殼，正往下降到登陸器上，發(fā)射時(shí)登陸器是折疊起來(lái)的。后殼和隔熱罩共同組成太空船氣體防護(hù)層，在太空船進(jìn)入火星大氣層時(shí)保護(hù)著陸器。 PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH  在科羅拉多州的巴克利空軍基地（Buckley Air Force Base）內(nèi)，工作人員正將美國(guó)航太總署的洞察號(hào)太空船裝進(jìn)貨機(jī)內(nèi)，準(zhǔn)備運(yùn)往加州的范登堡空軍基地。 PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH  洞察號(hào)太空船在火星著陸后的樣子。 PHOTOGRAPH BY LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH （神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)美國(guó)國(guó)家地理（撰文：NADIA DRAKE 編譯：林宇威）：一艘最新的太空船──洞察號(hào)（InSight）才剛發(fā)射前往火星，將著手研究火星震的成因及規(guī)模大小。 地球上不時(shí)會(huì)有地震發(fā)生，在月球上也是如此，我們把月球上的地震稱(chēng)為「月震」。那么，在火星上呢？就叫「火星震」吧！但其實(shí)沒(méi)人曉得這顆紅色星球有多常發(fā)生火星震，規(guī)模又有多大？ 但人類(lèi)很快就會(huì)知道，這顆距離太陽(yáng)第四近的行星究竟有多么「搖滾」。 美國(guó)航太總署（NASA）最新的火星探測(cè)太空船──洞察號(hào)，在太平洋時(shí)間5 月5 日星期六上午4 時(shí)5 分，從加州范登堡空軍基地（Vandenberg Air Force Base）發(fā)射升空，這也是第一個(gè)從美國(guó)西岸發(fā)射的行星際探測(cè)器。洞察號(hào)將在太陽(yáng)系中巡航六個(gè)月后，于 11 月 26 日與火星會(huì)合。 洞察號(hào)和許多先前的火星任務(wù)不同，并不會(huì)探索火星地表。而是顧名思義，往下深入「洞察」火星內(nèi)部，試圖研究火星從核心到外部運(yùn)作的情形，這可以幫助我們了解更遙遠(yuǎn)的外星世界正發(fā)生些什么事情。 「行星內(nèi)部所發(fā)生的事情，驅(qū)動(dòng)了地表的地質(zhì)活動(dòng)，甚至是大氣的演變，」美國(guó)航太總署噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（Jet Propulsion Laboratory）的蘇珊．斯穆瑞卡（Suzanne Smrekar）表示──她同時(shí)也是洞察號(hào)任務(wù)的副首席研究員，「我們需要了解行星的整體地質(zhì)演化情形，才能知道這顆行星是否適合人類(lèi)居住?！?br>「洞察號(hào)」會(huì)在哪里登陸？ 在降落傘通過(guò)火星大氣層后，洞察號(hào)太空船會(huì)降落在埃律西昂平原（Elysium Planitia）上。這個(gè)地方是經(jīng)過(guò)特別挑選，因?yàn)榇颂幍刭|(zhì)活動(dòng)較不明顯，另一個(gè)原因是這里在赤道上，對(duì)以太陽(yáng)能為動(dòng)力的太空船來(lái)說(shuō)，日照時(shí)間越長(zhǎng)越好。 美國(guó)航太總署馬歇爾太空飛行中心（Marshall Space Flight Center）的雷尼．韋伯（Renee Weber）指出，「洞察號(hào)最主要的科學(xué)目標(biāo)是行星內(nèi)部的狀況，因此太空船登陸點(diǎn)的地表看起來(lái)如何，并不是太重要。」 好吧，那洞察號(hào)之后要去哪呢？ 哪里也不去。不像過(guò)去許多踉蹌在火星表面漫游、越過(guò)干涸的湖床和隕石坑的探測(cè)車(chē)，這艘太空船只會(huì)停留在一個(gè)地方，基本上它的工作內(nèi)容反而是要盡可能地保持靜止不動(dòng)，這樣才能偵測(cè)火星本身的活動(dòng)狀態(tài)。 要如何才能輕松窺探行星內(nèi)部呢？ 確實(shí)，即使是對(duì)最具洞察力的太空船來(lái)說(shuō)，要能穿透行星探索內(nèi)部，也是非常棘手的。所以洞察號(hào)登陸器將仰賴(lài)好幾種儀器，來(lái)窺探火星內(nèi)部的情形。這些儀器包含探測(cè)深度在 3 到 5 公尺之間的探測(cè)儀，探測(cè)儀還能測(cè)量行星內(nèi)部的熱輻射。此外，登陸器上還有由法國(guó)國(guó)家太空總署（French national space agency）所打造的高敏感地震儀，能夠探測(cè)極為微弱的火星地震。 韋伯表示，「這個(gè)地震儀太敏感了，即使是儀器零件在火星大氣中移動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生我們亟欲消除的噪音?！褂捎诘卣饍x的靈敏度非常高，因此需要高真空密封的屏蔽，來(lái)消除因?yàn)轱L(fēng)或其他火星地表事件所引起的振動(dòng)，這些振動(dòng)可能會(huì)讓收集到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生惱人的雜訊。先前由于真空室泄漏的緣故，太空船的原定發(fā)射日期延遲了 26 個(gè)月，不過(guò)現(xiàn)在任務(wù)團(tuán)隊(duì)非常確定，這個(gè)重要儀器已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。 在火星待了幾個(gè)月之后，洞察號(hào)會(huì)直接將地震儀放到火星表面，科學(xué)團(tuán)隊(duì)希望這樣的儀器配置，能夠避免 70 年代維京號(hào)（Viking）登陸器進(jìn)行類(lèi)似實(shí)驗(yàn)所造成的混淆問(wèn)題。如果一切順利，洞察號(hào)太空船的儀器將利用兩個(gè)地球年──或大約一個(gè)火星年──的時(shí)間，來(lái)追蹤火星的震動(dòng)情形。 那么「火星震」是如何運(yùn)作的呢？ 這是個(gè)很好的問(wèn)題。 地球上的地震是由板塊造構(gòu)活動(dòng)（tectonic activity）所引起。其中大部分是因?yàn)榈貧さ木薮蟀鍓K彼此錯(cuò)動(dòng)、滑動(dòng)或隱沒(méi)到另一個(gè)板塊下方，或是與火山有關(guān)的巖漿活動(dòng)而產(chǎn)生的。但火星與地球不同，火星的地殼并沒(méi)有破碎成好幾個(gè)板塊（或者至少目前沒(méi)有這方面的證據(jù)）。 即便如此，火星的確有造構(gòu)活動(dòng)存在，這表示火星地殼有拱彎或褶皺所形成的斷層，從內(nèi)部升起的高溫物質(zhì)堆積形成太陽(yáng)系最大的火山。像是塔爾西斯（Tharsis）火山，就已經(jīng)存在了數(shù)十億年之久。 斯穆瑞卡表示：「在我們的地球上，沒(méi)有這種存在數(shù)十億年的火山系統(tǒng)」（月球也沒(méi)有板塊構(gòu)造，但仍然會(huì)發(fā)生月震。大部分的月震是由于月球上的潮汐力所引起，但有些是由隕石撞擊造成。） 火星震有多大呢？ 嗯，沒(méi)人曉得。這項(xiàng)任務(wù)的主要目標(biāo)之一，就是要弄清楚火星的造構(gòu)活動(dòng)有多活躍──火星震有多常發(fā)生？規(guī)模多大？成因又是什么？任務(wù)團(tuán)隊(duì)希望登陸器能測(cè)量到隕石撞擊所產(chǎn)生的震動(dòng)，就像是月球上那樣。此外，還有行星冷卻時(shí)所引起的火星震，甚至可能還有遠(yuǎn)處巖漿所發(fā)出的的隆隆震響。 「在大約 1600 公里外，過(guò)去的 100 萬(wàn)至 1000 萬(wàn)年間就有火山作用，」斯穆瑞卡表示：「以地質(zhì)學(xué)的尺度來(lái)看，這就像是昨天才發(fā)生的?！?br>就像地球上的地震一樣，我們會(huì)以規(guī)模來(lái)表示火星震的大小。但由于火星上的重力和巖石組成和地球不同，在火星上如果發(fā)生了規(guī)模 5 的火星震，我們的感受不會(huì)和地球上發(fā)生規(guī)模 5 的地震相同。 韋伯表示：「我們認(rèn)為火星的地震活動(dòng)可能介于地球和月球之間?！?br>為什么我們要關(guān)心火星震呢？ 你不會(huì)想要在火星的熔巖管里建造房屋，然后在火星震發(fā)生時(shí)，熔巖管就有可能塌陷在你的頭上，是吧？當(dāng)然不會(huì)，但這樣的場(chǎng)景很有可能在未來(lái)發(fā)生。 就目前而言，了解火星震蕩發(fā)生的頻率和規(guī)模，不僅能幫助解答火星構(gòu)造的活躍程度，而且能提供關(guān)于火星演化的線索。同時(shí)，研究火星震能讓任務(wù)團(tuán)隊(duì)直接測(cè)繪火星內(nèi)部的情形。當(dāng)震波行進(jìn)時(shí)會(huì)穿過(guò)不同密度和組成的物質(zhì)，有時(shí)還會(huì)在不同構(gòu)造層的分界之間反彈。地震儀所接收到的震波，就攜帶了震波行進(jìn)過(guò)程中所經(jīng)物質(zhì)的全部訊息。 「一旦我們能定位火星震事件，那就可以沿著震波路徑了解行星結(jié)構(gòu)，」韋伯這么解釋?zhuān)骸刚娴?！等洞察?hào)抵達(dá)火星之后，我們所需要的就是記錄火星震活動(dòng)而已！」 只要科學(xué)家偵測(cè)到夠多震波，解開(kāi)震波所攜帶的訊息，就能夠弄清楚火星地殼有多厚？火星的地函是否分層？火星的核心大小？火星核心是液體還是固體？在火星上的這些分層，并不像地球的分層一樣被對(duì)流作用和板塊活動(dòng)混合。因此，科學(xué)家希望火星內(nèi)部能將早期歷史和組成的記錄保留下來(lái)。 斯穆瑞卡表示：「我們?cè)噲D了解的重要問(wèn)題之一，是行星如何從熔融狀態(tài)，演化為形成所有巖石行星都有的內(nèi)層結(jié)構(gòu)。」 就一艘太空船，能做這么多事嗎？ 聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)瘋狂，對(duì)吧？不僅如此，洞察號(hào)的數(shù)據(jù)還有機(jī)會(huì)能與探測(cè)火星大氣甲烷的軌道衛(wèi)星資料結(jié)合?；鹦堑募淄閬?lái)源成謎已久，不少人懷疑火星上的甲烷是由地質(zhì)活動(dòng)所產(chǎn)生──但也有可能是由生物過(guò)程產(chǎn)生的。斯穆瑞卡表示，如果火星微量氣體任務(wù)衛(wèi)星（ExoMars Trace Gas Orbiter），在洞察號(hào)偵測(cè)到造構(gòu)活動(dòng)的地區(qū)發(fā)現(xiàn)甲烷，那將會(huì)更支持甲烷的非生物起源理論。 洞察號(hào)太空船還攜帶了幾臺(tái)攝影機(jī)、無(wú)線電科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、雷射復(fù)歸反射器，幾個(gè)氣象感測(cè)器和其他的科學(xué)儀器。此外，洞察號(hào)還跟著一對(duì)立方衛(wèi)星伙伴，在洞察號(hào)進(jìn)入火星大氣、下降和登陸時(shí)，訊息會(huì)藉由這兩顆衛(wèi)星傳送回地球。 將來(lái)甚至還可能有個(gè)應(yīng)用程式，通知地球人何時(shí)發(fā)生了火星震，那么受訓(xùn)將居住在火星上的太空人，就能夠練習(xí)躲避和遮蔽。 |