修了兩年那隻不會打洞的火星鼴鼠,NASA宣佈…
今天故事的主角,是一隻剛剛離開我們的“鼴鼠”。
就在1月14日,NASA正式宣告對它放棄搶救了。
為什麼對一隻“鼴鼠”要如此鄭重其事呢?
因為它不是一隻普通的鼴鼠,而是一隻上過火星的鼴鼠…… 哦不對,其實,是上過火星的“
熱流與物理特性探測儀
”。
這個什麼什麼探測儀,英文全名叫Heat Flow and Physical Properties Package。
科學家嫌這個名字太長了,就簡稱它為HPPP。
科學家又嫌這個簡稱太長了,於是簡簡稱為HP3。
科學家還嫌這個簡簡稱不好聽,然而又不能再簡了,就索性給它起了個暱稱——“mole”,也就是今天故事的主人公——“鼴鼠”。
這麼可愛的名字,當然……很名副其實啦。因為,它真的就和一隻小鼴鼠沒什麼區別:人們把它發射到火星上去,
想讓它在火星的表面打個洞往下鑽
,幫助人們打探火表的下面長什麼樣子。
這隻“鼴鼠”,隨著NASA在2018年發射的洞察號探測器登陸火星。
有句古話怎麼說的來著——“龍生龍鳳生鳳,洞察的孩子會打洞”,這個“孩子”說的就是這隻“鼴鼠”了。
洞察號和“鼴鼠”。確切說,“鼴鼠”指的是HP3往下鑽的部分 | NASA
那麼,洞察號為什麼要帶著一隻小“鼴鼠”飛赴火星,它們又遇到了什麼困難,最終導致“鼴鼠”打不動洞了呢?
想要從頭說起的話,我們得回到很多年以前。
火星,火星!
火星是離地球最近的行星之一,在很多方面都和地球實在是太像了——自轉產生的晝夜和地球幾乎相同,公轉也會產生一年四季的變化,還有堅實的岩石圈。
所以,
火星一直都被人們看做尋找地外生命的首選目標
,也是人類計劃中涉足其他行星的第一站。
同時,對火星的地質、氣候以及生命存活痕跡的調查,也能幫助人們瞭解太陽系行星的起源和演化,揭開原始生命誕生的謎題。
因此,
從上世紀60年代開始,先後有近50枚探測器發射升空,承載著人類的希望,前赴後繼地踏上火星征程
。
人類往火星上扔過這……麼老多的探測器了!| EasyNight
看看人類“探火”的歷史,就能發現,那些成功基本上是用失敗堆起來的——在這將近50次任務中,居然有一半左右的任務都失敗了;最終成功登陸並開展研究的探測器,還不到1/5。
這些探測器分佈在火星各處,有的已經停止工作,有的至今仍在探索,為我們帶來了一點也不火星(此處為形容詞)的新鮮火星知識。
比如,機遇號火星車用了14年跑過了一整個馬拉松的距離,對火星表面的岩土礦物等地質樣本進行了深入研究,直到在2018年那場沙塵暴中鞠躬盡瘁;再比如,好奇號火星車運轉至今,在尋找火星表面的水和有機物的工作上立下了汗馬功勞……
知道了火星的“面子”長什麼樣,人們又想進一步洞察火星的內心世界
:在火星那通紅的臉面底下,是不是也藏著一顆怦然跳動的熾熱的心呢?
知面,也想知心
這個問題,回答起來談何容易。別說火星了,就連地球的內心,人們也沒能鑽到裡面去看過一眼。
人們對地球內部的研究,就像拿著一個不敢拆封的“盲盒”一樣:摸一摸,發覺裡面偶爾有熱氣傳出來;再搖一搖,感覺裡面似乎還挺軟,一點也不硬……
當然,人類可搖不動地球(阿基米德除外),但地球自己會晃啊,還被起了個名字叫“地震”。地震雖然名聲不好,總給人類帶來災難,但地質學家對它情有獨鍾,因為它正是透視地球的CT:地震波在哪裡折射反射了、在哪裡吸收減弱了,加以反演推算,就能還原出地球內部的圖景。
這些我們只能從表面上獲得的感官結論,一開始就像盲人摸象一般,零碎而片面;可是各方面結論積累多了,大家一合計,說不定也就能重建出一頭完整的大象來。你看,像地殼、地幔、地核這些層級結構的知識,都早已寫進了教科書和高考送分題裡。
地球的內部構造 | CLAUS LUNAU/SCIENCE SOURCE
所以,當人們把目光投向火星深處, 就想把這種成功複製上去。首先,我們想知道,火星上的“火震”在火星內部傳播的結果是什麼樣;其次,火星深處溫度比表面高多少、這些土壤的導熱效能如何……
有了這些零零碎碎的資訊,我們就可以(艱難地)拼貼出火星這顆大盲盒裡面裝了怎樣的禮品。甚至我們還能把火星看作是太陽系早期的“快照”,反推回幾十億年去,猜測咱們太陽系的行星是如何形成的,熾熱的核心還能擁有多長的時間。
於是乎,
洞察號火星探測器應運而生
。
這枚探測器,隨身攜帶了兩大主要部件:第一是一個地震儀(SEIS),用來記錄火星這個盲盒上發生的每一點點小晃動;第二就是本文一開始提到的那隻“鼴鼠”——我猜你已經忘了它的大名,那就複習一下,叫“熱流與物理特性探測儀”。
後者的任務,就是
像鼴鼠一樣,鑽到火星表面以下,透過記錄不同深度的溫度變化
,來“洞察”火星內心世界的冷熱。
鼴鼠的工作狀態假想圖,看著就讓人熱血沸騰 | NASA/JPL-Caltech
洞察號初登火星
帶著人類的期盼,洞察號於2018年5月5日正式出征,經過6個半月的漫長旅行,在11月26日到達了火星。
到達過後,它表演了一出閃轉騰挪大戲——在短短的7分鐘裡,洞察號先後完美地展示了小角度(12°)切入火星大氣層、16公里高度開啟降落傘、15秒脫離隔熱板、10秒開啟著陸支架、1。6公里高度分離著陸艙和反推火箭點火這一系列高難度動作——最後,終於成功著陸在了火星表面。
(這不,還有熱心網友關切地詢問:道理我都懂,可我就是想知道,洞察號懷裡的小“鼴鼠”有沒有暈車啊……)
洞察號登陸火星的過程 | EasyNight
僅僅一天後,洞察號滿懷激動的心情,連鏡頭蓋都還沒擦乾淨,就發回了第一張火表的照片。在滿是塵土的鏡頭遠方,似乎還能看見天火相接的火平線。
洞察號著陸後發回的照片 | NASA
一切就緒,洞察號就開始安裝它攜帶的那些大件裝置啦。
地震儀的安裝和工作開展得挺順利。洞察號用他的“夾娃娃機”把地震儀安放到了身邊的土地上,然後貼心地為它蓋上了一個遮風蓋。沒過多久,就在
2019年4月6日,地震儀記錄下了探測到的第一次“火震”,這也是人類首次記錄到火星的這種行為。
地震儀遮風蓋安裝就位 | NASA
其實早在20世紀70年代,前輩海盜1號和海盜2號火星探測器就配備了地震儀成功登陸火星,但前者未能正常工作,後者可能不小心把風吹來的晃動當成了火震來彙報了。40多年過去,洞察號攜帶的地震儀終於改進了這些缺陷,不辱使命,完成了先輩遺留下來的任務。
轉過身來,再看我們的小“鼴鼠”,它……就沒那麼順利了。
卡……卡住了?!
鼴鼠被安放在火星地表,到這一步都還一切順利 | NASA
2019年2月,“鼴鼠”部署就位,開始向下鑽洞的工作。然而幾個月過去了,它本來應該下鑽5米深的,卻只鑽到了30多釐米,就再也沒能繼續深入。
它,好像被,卡住了……
而且卡在了這樣一個奇怪的姿勢…… | EasyNight
那段時間裡,科學家可是急壞了,一直在研究“鼴鼠”為什麼會在洞裡被卡。後來得出的結論讓人啼笑皆非:“鼴鼠”沒法繼續往下鑽洞的原因,並不是被“卡住”,而正好相反,是它“卡不住”。
這可真是令人費解——挖洞這麼簡單的事情,一根棍子戳進土裡不就解決了,誰還不會呀。
可是,它還就真做不到。
為了研究火星深處的熱流,挖一個淺坑顯然是不行的。計劃中,要鑽的洞深達5米呢。身為火星探測器的洞察號,身高攏共才1米多,哪去找這麼長的棒子往下戳?
直接戳的辦法行不通,科學家想了另一個辦法:用繩子吊著一根重錘往下鑽。這根重錘自帶動力,
當四周卡在已經挖好的洞壁上時,頭部往下打樁,就能一拱一拱地向下深入了
。只需要把溫度計等間距地安裝在繩子上,被重錘帶到火星的地底下去,就能測量到不同深度的溫度資料。
“鼴鼠”打洞原理,然而理想是豐滿的,現實卻…… | DLR
可是問題也就來了:如果
洞壁太滑,鑽頭卡不緊
,那麼一樁打下去,鑽頭就根本沒法向前,反而會把自己往後推上去。這就像是一隻胖胖的鼴鼠,本來想靠自己腦袋往洞裡向前拱,沒想到屁股卻退出來了。
火星上的“鼴鼠”,遇到的正是這樣的困境。
火星之大,探測器兜不下
為什麼會遇到這樣的困境呢?說是巧合,似乎又有一點必然。
當初科學家選定洞察號在火星上的降落點時,特意選擇了埃律西昂平原。這個地方地勢無比平坦,一眼望去都是風化的細膩沙土,幾乎都沒有什麼石頭。本來,這是專門選擇的理想著陸點:平坦又鬆軟的土地,著陸也方便,打鑽也容易,誰不喜歡!
這下沒想到吧,原本
特意選擇的理想土質,卻無意中為鼴鼠挖了一個大坑
,樂極生悲矣。
難道出發之前,就沒問問“鼴鼠”本鼠“喜歡在哪鑽洞”?
其實人們也問過了。前輩的火星探測器著陸在火星表面,已經收集測試過火星表面的樣本,也知道它們的形態和化學成分。人們在地球上根據這些資料復原出來模擬的“火星土壤”,也用它來測試了“鼴鼠”的鑽洞能力——好像也並沒有出現這樣的問題嘛。
但事情並沒有那麼簡單。火星表面不是鐵板一塊。你看,人類成功著陸火星並且順利開展任務的8枚探測器,它們分佈在火表各處,雖同處在異世界的大陸上,或許這一生都無法碰面。
它們之間大概隔了有多遠呢?將那些探測器擺在地球上經緯度相應的位置來模擬一下好了。
火星上的著陸探測器相互間離得老遠了…… | EasyNight
這不,洞察號和機遇號之間,隔了整整一個“太平洋”呢!撒哈拉沙漠裡採的樣,能代表青藏高原的土質嗎?所以哪怕已經有這麼多著陸火星的探測器,
我們對火星表面的土質還是知之甚少
啊。
拯救火星鼴鼠
面對“鼴鼠”遇到的困境,科學家也
想盡了辦法來拯救它
。
不是土質太滑摩擦力不夠嗎?那就壓緊周圍的積土增大摩擦試試。為此,2019年6月,洞察號再次出動機械臂,把“鼴鼠”原本的支撐結構給挪開了。
支撐結構被挪開,露出了歪在土裡的半截鼴鼠 | NASA/JPL-Caltech
接下來的幾個月裡,機械臂就壓在“鼴鼠”洞邊施壓,真‧助“鼴鼠”一臂之力。然而,這招並不好使,“鼴鼠”紋絲不動……
洞口都壓出印子了,“鼴鼠”也還是不往下鑽…… | NASA/JPL-Caltech
一計不成,又生一計。到了2019年10月,科學家決定用機械臂上的鏟子側壓住“鼴鼠”,直到把它壓得動彈不得不止。
這種辦法一開始似乎奏效了,“鼴鼠”終於繼續往下鑽了!
“鼴鼠”終於往下鑽了 | NASA/JPL-Caltech
眼看著一切順利,“鼴鼠”就快要全鑽進洞裡了,結果卻在最後一刻又全退了出來,前功盡棄。
大俠請重新來過…… | NASA/JPL-Caltech
實在鑽不下去,那就直接用剷鬥把“鼴鼠”往土裡摁吧。
2020年2月,在認真評估了這麼做不會把“鼴鼠”本身壓壞之後(其實也是實在沒辦法了,餿主意總比沒轍好),科學家嘗試了這最後的大招。
我懟我懟我懟懟懟 | NASA/JPL-Caltech
壓是壓進去了,但剷鬥也只能幫到這裡,接下來的路,還是要靠“鼴鼠”自己往下鑽。
2020年8月,科學家又用剷鬥把“鼴鼠”挖出的洞填滿並蓋上,以便“鼴鼠”繼續向下深入。
可是除去剷鬥幫忙壓下去的那幾釐米深度,“鼴鼠”本鼠還是沒有任何往下鑽的動力,最後的努力也失敗了。
鼴鼠:我也很努力呀,無奈土太滑…… | NASA/JPL-Caltech
最終,1月14日,NASA不得不
宣告放棄搶救“鼴鼠”
的嘗試,停止了打洞的工作。
人類探測太空的歷史,自然是充滿著一次次失敗的。可是,比起那些墜毀或者失聯的任務來說,“鼴鼠”的鑽洞失敗格外讓人揪心。
它明明還很完好,明明設計好的運動機能和探測感官都毫髮無損,還能與地球上的人們完好通話。可它就是像陷入泥淖裡無法自拔一樣,萬般搶救,有時又浮現出一點希望,最後卻還是無濟於事……
待續征程
別忘了,洞察號(InSight)原來是個一語雙關的簡稱。它的全名叫做——地震調查、測地學與熱傳導的火星內部探測器(Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport)。
你看,“鼴鼠”早就被銘記在了洞察號的名字裡——InSight的“ht”就是他。雖然“鼴鼠”是救不回來了,但它身邊的洞察號帶著其他儀器還在繼續運轉,不斷為我們發回新的火星資料。只要洞察號還在,“鼴鼠”就不會被人忘記。
在洞察號之後,2020年的火星視窗中,又有3枚火星探測器——中國的“天問一號”、阿聯酋的“希望號”和美國的“毅力號”——帶著人類的希望奔向火星。
再過十幾天,“天問一號”就將會迎來入軌的關鍵時刻,希望一切順利。
作者:EasyNight
編輯:Steed
一個AI :“鼴鼠”:愛修不修,老子不幹了~~
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