美將于2018年勘測火星深層內部

在今年11月著陸後， “洞察力號”將在火星表面部署兩個探測器。

美國宇航局（NASA）已經發射了軌道飛行器和探測器研究火星的大氣層及地表。

現在， 該機構下一個火星任務將著眼揭曉其中的謎團。 這項斥資8.14億美元的的“洞察力號”著陸器是將於下個月發射， 它攜帶了三種能探測火星地殼的儀器， 其中包括能探測到“火星震”的地震檢波器。

“洞察力號”首席研究員、加州帕薩迪納噴氣推進實驗室（JPL）地球物理學家Bruce Banerdt和同事， 希望通過測量火星地殼、地幔和地核的厚度和構成， 為弄清火星磁場的消失方式提供線索， 以及它是否曾經有過板塊構造。

該任務由於技術問題擱淺了兩年時間， 現計畫2018年發射升空。 “與兩年前相比， 我們現在的技術要好得多。 ”負責該專案地震學設備的法國巴黎第七大學行星地震學家Philippe Lognonné說。

“洞察力號”標誌著NASA在40年後重返行星地震學。 阿波羅號宇航員部署了5個地震檢波器，

探測到月震——震動幫助確定了月球的核心。 火星上的兩個“海盜號”著陸器都攜帶著地震檢波器， 但其中一個失敗了， 另一個沒有發出任何可靠的信號。

從那以後， 在火星部署多個震動監測站的計畫均以失敗告終。 但地球物理學家一直未放棄推動相關工作。 “我總是在各種會議上呼籲人們重視該領域。 有時我認為他們選擇了我的項目只是為了讓我閉嘴。 ”Banerdt說。

由JPL、洛克希德馬丁公司和歐洲合作夥伴共同開發的“洞察力號”是在與2008年的“鳳凰號”著陸器相同的平臺上建造的。 與其“前輩”一樣， “洞察力號”將使用降落傘和反向火箭降落在火星表面。 目標著陸點是火星赤道附近的光滑的熔岩平原——也許是“地質學角度上，

火星最無聊的地方”， Banerdt說。

由於， “洞察力號”將可能在火星的任何位置開始工作， 因此研究人員選擇了一個風險和障礙最小的著陸地點， 而且， 降落在赤道附近， 將由充足的陽光灑在著陸器的太陽能電池板上。 在11月下旬“洞察力號”著陸後， 它的機械手臂將部署一個排球大小的地震檢波器和一個熱探測器， 並鑽探火星表面以下大約5 米， 勘測來自火星內部的能量。

這個熱探測器將測量從火星上逃離熱量的數量和速度——這暗藏其歷史的線索。 通過分析到達地球的火星隕石碎片， 研究人員對火星地幔成分有了一定瞭解。 結合“洞察力號”能探測到的熱量梯度和內部規模， 科學家能估算火星內熱有多少來自內部放射性元素。

而剩下的則是火星形成時原始能量殘留。

根據這兩個熱源的衰減速度， 研究人員可以估算出火星火山最活躍時期的時間。 俄亥俄州凱斯西儲大學行星科學家Steven Hauck說：“行星的進化完全是由熱量向太空轉移的方式驅動的。 ”

從地球發射到接收器的無線電廣播中微小多普勒頻移， 將揭示火星內部的其他細節。 這些信號將追蹤火星在自轉時的擺動， 這反映了其地核和地幔的內部拉扯。 比利時皇家天文臺地球物理學家vronique Dehant說， 就像生雞蛋與煮熟的雞蛋不同， 火星的擺動應該暗示著其地核的大小、密度， 以及是否部分為熔融。

這些資訊反過來又能解釋地核的成分， 以及它是否在冷卻的過程中結晶。 日本東京理工大學地球生命科學研究所地球物理學家George Helffrich表示，

最終， 這些研究結果將改善這個星球失去其核心曾經產生的磁場的模型。 “火星的核心可以代表地球未來的樣子。 ”他說。

第三組線索將來自于火星震。 因為火星上沒有地球上的構造板塊， 它的震動頻率可能比地震低100倍。 在兩年任務期內， “我們可能會看到5到10次震動。 ”Banerdt說， “或者可以看到1000次。 ”

瞭解火星的內部是行星科學家幾十年來一直在為之努力的長期目標。 NASA於2015年12月取消了“洞察力號”著陸火星探測器發射。 原因是由法國國家太空研究中心（CNES）負責研製的地震檢波器靈敏度極高， 能夠檢測小至原子尺度的地面運動。 為避免受火星惡劣環境的影響， 該儀器的3個主感測器必須真空密封， 但測試發現其密封不嚴。因此，JPL將負責為這台地震檢波器製造一個新的真空外殼，然後交由CNES進行整合與測試。（唐一塵編譯）

但測試發現其密封不嚴。因此，JPL將負責為這台地震檢波器製造一個新的真空外殼，然後交由CNES進行整合與測試。（唐一塵編譯）