nasa宇宙探索之谜(神秘的脉动InSight在火星上发现了什么)

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美国宇航局正式宣布InSight的完成,它已经在火星表面停留了4年。在这段时间里,它收集了有关行星内部结构、其液体核心、残余磁场的详细信息,并记录了数百次火星冲击。RIA Novosti的文章中描述了任务的结果。

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"太空地质学家"

InSight(利用地震调查、大地测量和热传输进行的内部探索)是有史以来第一个专门为研究另一个星球的地质学而创建的机器人模块。其主要仪器是SEIS地震仪,记录内部构造活动和陨石撞击。

在密度不同的内部岩层的边界,地震波的速度会发生变化,一些地震波被反射并返回到地表,从这些数据中,有机会了解到这个星球的结构。

地震仪以前曾在火星上出现过,但它们是在飞行器上,因此可能会错误地记录下船体或其他仪器的振动。他们对风也很敏感,因热而变形。SEIS被直接放置在行星的表面,并被一个特殊的盖子覆盖。

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地震仪 SEIS,用特殊的“盖子”封闭

生命星球

2018年11月26日,洞察号登陆极乐平原,2019年4月,SEIS记录了第一次火星晃动。到2022年5月,它已经记录了1313次地震事件。大多数是表面冲击,其产生的波只通过火星地壳传播。但也有更深的、低频的,地球物理学家据此确定地幔和地核的位置。

人们曾经认为,火星上所有的内部构造活动在30亿年前就已经停止了,从那时起只有孤独的火山在那里活动。现在事实证明,在地质学上它是一个有生命的星球。物质的热和化学演变在其内部继续进行。

这使得了解穿过距着陆点 1500 公里的 Elysian 平原的 Cerberus 犁沟成为可能。科学家们研究了InSight的数据并得出结论,这些是圆顶中心部分的拉伸裂缝,它是在表面上升的地幔羽流上形成的,这是一个巨大的深海熔融物质的 "圆球"。

由此可以确定,在火星最年轻的火山区爱丽舍平原下,在过去的2亿年里不止一次发生过大规模喷发,岩浆形成中心依然活跃。这个发现除了填补地质上的空白,这对天体生物学家也很重要,因为地球上生命起源的可能性直接取决于其地球动力学系统。

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构成 Cerberus(Cerberus Fossae)沟系统的断层之一

火星就像一个巨大的鸡蛋

为了阐明火星内部物质的相态,进行了一项名为 RISE(旋转和内部结构)的实验。InSight 仪器记录了与绕太阳运动相关的行星壳的振动,就像你可以通过鸡蛋的旋转来判断它是生的还是煮的一样:速度在外力影响下的变化越小,则核心液体占比就越多。

该站保持在一个地方,有无线电信号设备,以准确测量轨道参数。通过计算该行星的惯性矩,科学家们确定,火星和地球一样,有一个直径约为3660公里的液态核心,主要由铁和镍组成。与地球的相比,它含有更多的轻元素,如氢和硫。

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火星的磁脉冲

苏联的火星轨道器探测到火星上的磁场比地球上的弱500倍左右。而且它极其不稳定,局部强度变化甚至可以达到1.5-2倍,磁极与物理磁极不重合。

这证明了铁核相对于地壳是低流动性的,也就是说,地球上的行星动力机制在火星上不起作用。因此,火星磁场被认为是残余的,微弱的--部分保存在地下更活跃的时候的岩石磁化中。

InSight是第一个带有磁性传感器的着陆器。在这里,它给我们带来了惊喜,结果发现,磁场比想象的要强一个数量级,而且在不断变化。自2019年9月以来,这些仪器已经多次记录到奇怪的磁脉冲和强度波动。

美国国家航空航天局指出,现在还很难说是什么原因导致了火星上的局部磁场波动。来自InSight和MAVEN(火星大气和挥发性演变)自动星际站的数据尚未进行比较,该站监测着陆点上方的大气。正的磁场异常被认为与附近的老岩石群有关,或者与地表下的含有水或固体冰颗粒的导电层有关。

火星的磁场每天都在重复着一些波动,也许是受到太阳的影响,太阳会抛出带电粒子流——太阳风。与地球不同,火星上没有全球磁场,太阳风会到达地表。

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头号敌人

人们事先了解到,限制飞行器寿命的主要因素是沉积在太阳能板上的火星灰尘。清洁系统会使结构过于沉重。InSight预计将按计划运行两年。

问题出现在2021年4月。在一场沙尘暴之后,航天器进入了紧急休眠状态。5月,该团队采取行动清理面板,InSight恢复了运行。

2022年1月,又一场沙尘暴,机器回到了安全模式。大多数功能被禁用。

12月18日星期日,地震仪与该站的通信被切断。第二天,美国宇航局报告说,SEIS已经耗尽了电力。任务的结束以一张告别照片为标志,照片中的着陆舱的太阳能电池板被一层浓密的灰尘覆盖。也许当人类到达火星时,将设备清洁一下,那么它将再次工作。

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Lander InSight 2018 年 12 月 6 日和 2022 年 4 月 24 日

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