历时一年,最终被NASA宣布放弃:洞察号究竟经历了什么?

对于“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”,见多识广,经验丰富的美国宇航局来说,可能万万没有想到,在成功将一个探测器部署到火星上后,却因为无法部署一个仪器,导致这项耗资接近10亿美元的太空探索任务不得不放弃。日前,NASA正式对外宣布,在科学家使出了浑身解数都无法部署洞察号的地热探头之后,洞察号项目团队不得不放弃该项努力,这使得该任务的科学目标被大打折扣。

关于洞察号

洞察号(Insight)是美国宇航局发射的一个火星固定科研装置,于2018年5月5日从范登堡空军基地发射升空,同年11月26日成功在火星着陆。

洞察号火星探测器的科学目标是确定火星的内核究竟是液态还是固态,任务搭载的主要科研仪器有两个:一个是由法国国家空间研究中心(CNES)研制的地震仪,主要用来收集火星地震的相关数据;另外一个是由德国航空航天中心(DLR)研制的地热探测器。有法国研制的地震仪在洞察号成功着陆不久即开展了工作,并且立即获得了丰富的科研数据,但是由德国研制的地热探头则给任务增添了预料之外的大麻烦。

按照计划,该地热探头会通过自锤的方式将探头部署到火星地面以下至少3米深处,理想深度是5米。2019年2月18日,科学家遥控探测器开始部署该地热探头,但是任务进度很不理想,在探头深入火星地面以下大约50厘米时停止了前进。为了完成部署,科学家先后移除了用来固定探头的装置,并且破天荒使用辅助手臂抵住探头的尾部,希望增加摩擦力,使得探头能够继续深入。

然而所有的努力都无济于事,探头不仅无法继续深入,甚至在此期间发生了令人感到惊悚的一幕:原本已经完全被火星土壤淹没的探头,突然从洞里跳了出来,几乎完全跳出了洞口。由于该地热探头被设计为一旦开始部署,将无法另外选择地点重新大洞,因此,这一跳真的是吓坏了洞察号任务团队的科学家。

放弃努力

从2019年2月开始,在经过了几乎所有能够想到的办法仍然无法将该地热探头深入火星地面之后,美国宇航局最终不得不宣布放弃努力,停止继续部署地热探头,这使得这项耗资9.93亿美元的探测任务的价值被大打折扣,原本两项主要任务现在只剩下一个地震仪了。

不过,尽管洞察号的地热探头无法被成功部署,但是探测器的工作状态仍然是非常良好的,甚至就在NASA宣布放弃部署地热探头之前几天,洞察号的任务期限获得了延期,美国宇航局宣布,洞察号任务已经延期到2022年12月,期间,该探测器将主要作为一个火星气象的探测平台,同已经在火星上正常工作的好奇号火星车和即将登陆火星的毅力号火星车,组成一个火星气象监测的三角网络,收集关于火星气象的科学数据,以便为未来的人类宇航员登陆提供决策依据。

洞察号究竟经历了什么?

洞察号在火星上的遭遇大大出乎科学家的预料,因为这个地热探头是根据科学家对此前火星探测器所获得的火星土壤状况特别定制的,但是洞察号在部署该探头时遇到的问题表明,在探测器着陆的地方,火星土壤的情况与科学家所预料的大相径庭。

在洞察号发射之前,该地热探头已经在地球上进行了多次成功的模拟部署工作,正因如此,该地热探头被设计为采用自锤式掘进,而且是一次性部署到位,不能拔出来再重新打洞。但是洞察号在真正部署时,科学家才发现这里的情况与之前预计的显著不同,主要是这里的火星土壤不像科学家所预料的那样成干燥的粉末状,而是像地球上的黏土一样结成了块,这直接导致该探头无法获得足够的摩擦力,不能被部署到位。

虽然洞察号遗憾地无法将探测地热的仪器部署到位,但是这个不成功的任务本身成为一个极具科学价值的事情。正像该地热探头的首席研究员蒂尔曼·斯波恩(Tilman Spohn)所说的那样,“虽然我们失败了,但是在此过程中,我们也学习了很多,包括未来的类似任务将不会再步这样的后尘。”

另外,在拯救该地热探头的工作中,洞察号项目团队也意外地获得了操作机械臂的丰富而熟练的经验,不久以后,该团队将操控机械臂,将连接地震仪的电缆线埋入火星土壤中,以获取更加准确的火星地震数据。

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