NASA的Mars InSight：解决了3个主要的火星谜团

此图显示了NASA的InSight航天器，其仪器部署在火星表面。

自两年前登陆地球物理任务以来，科学家们发现了新的谜团。

NASA的InSight太空船于2018年11月26日降落在火星上，以研究行星的深空内部。距火星发生了一年多一点，固定着陆器已探测到480多次地震，并收集了发送给火星的所有地面任务的最全面的气象数据。InSight的探测器一直在努力地挖掘地下以获取地球的温度，但也取得了进展。

曾经有一段时间，火星和地球的表面非常相似。两者都温暖，潮湿，并被浓密的气氛笼罩。但是3或40亿年前，这两个世界走了不同的路。InSight（使用地震调查，大地测量学和热传输进行内部勘探的缩写）的任务是帮助科学家将地球与其生锈的同胞进行比较。研究火星的深度，材料的分层方式以及热量从其中渗出的速度有多快，可以帮助科学家更好地了解行星的起始材料如何或多或少地使生命得以维持。

尽管InSight可以提供更多科学知识，但以下是有关我们天空中红色邻居的三个发现。

云团在火星上的美国国家航空航天局InSight着陆器圆顶覆盖的地震仪SEIS上飘过。

由法国航天局国家空间研究中心（CNES）提供的InSight地震仪非常灵敏，足以探测远距离的微小隆隆声。但是直到2019年4月，由苏黎世联邦理工学院（ETH ETH）协调的“地震台”的地震学家才发现了他们的第一场地震。从那时起，火星通过频繁晃动弥补了失去的时间，尽管轻轻地晃动，而没有发生大于3.7级的地震。

考虑到红色星球由于较小的地震而动摇的频率，缺少大于4级的地震构成了一个谜。

领导InSight任务的南加州航空航天局喷气推进实验室的地震学家Mark Panning说：“我们没有看到更大的事件令人感到有些惊讶。”“这可能告诉我们有关火星的某些事情，或者可能告诉我们有关运气的某些事情。”

换一种方式：可能是火星比预期的更加静止-或者InSight在一个特别安静的时期降落了。

地震学家将不得不耐心等待更大的地震，以便研究地壳深处的地层。JPL的InSight首席研究员布鲁斯·班纳特（Bruce Banerdt）说：“有时候，您会获得大量令人惊叹的信息，但是大多数时候，您都在嘲弄自然界要告诉您的信息。”“比起精心包装的包装袋，向我们提供答案，这更像是尝试遵循一些棘手的线索。”

风可能掩盖地震

InSight开始检测地震后，它们变得如此规律，以至于每天都在发生。然后，在今年6月下旬，侦查基本上停止了。自那时以来，仅检测到五次地震，所有地震均发生于9月。

科学家认为，火星的风是造成这些地震空白时期的原因：这颗行星进入了6月前后火星年度最刮风的季节。任务知道风可能会影响InSight的灵敏地震仪，该仪器配备了圆顶防风和隔热罩。但是风仍然会震动地面，并产生掩盖地震的字面上的噪音。这也可能导致了InSight第一次地震前的漫长的地震寂静，因为该航天器在区域沙尘暴正在尘埃落定的同时降落了。

“在降落之前，我们不得不猜测风将如何影响表面振动，” Banerdt说。“由于我们正在处理的事件比我们在地球上要关注的事件小得多，因此我们发现必须更加注意风。”

缺少表面波

所有地震都有两组体波，它们是通过行星内部传播的波：一次波（P波）和二次波（S波）。它们也沿着地壳顶部起波纹，作为第三类表面波的一部分。

在地球上，地震学家使用表面波来了解有关行星内部结构的更多信息。在到达火星之前，InSight的地震学家预计这些波将向地面下方250英里（约400公里）的深处提供瞥见，并进入一个称为地幔的地壳下层。但是火星继续提供奥秘：尽管发生了数以百计的地震，但没有一个地震包含表面波。

潘宁说：“并没有听到没有表面波的地震，但这是一个惊喜。”“例如，您看不到月球上的表面波。但这是因为月亮比火星散射得多。”

干燥的月球地壳比地球和火星更易破裂，从而使地震波以更弥漫的模式回弹，持续了一个多小时。火星表面波的缺乏可能与InSight下方最高6英里（10公里）内的广泛压裂有关。这也可能意味着InSight检测到的地震来自地球深处，因为它们不会产生强烈的表面波。

当然，弄清这些谜题就是科学的全部意义所在，InSight还有更多功能。

有关任务的更多信息

JPL管理着NASA科学任务部的InSight。InSight是NASA探索计划的一部分，该计划由该机构位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心管理。丹佛的洛克希德·马丁航天公司制造了InSight航天器，包括其巡航平台和着陆器，并为航天器的飞行任务提供了支持。

许多欧洲合作伙伴，包括法国国家空间研究中心（CNES）和德国航空航天中心（DLR），都在支持InSight任务。CNES与IPGP（巴黎地球物理研究所）的主要研究人员向NASA提供了内部结构地震实验（SEIS）仪器。IPGP为SEIS贡献了大量资金；德国马克斯·普朗克太阳能系统研究所（MPS）；瑞士的瑞士联邦理工学院（苏黎世联邦理工学院）；伦敦帝国理工学院和英国牛津大学；和JPL。DLR提供了热流和物理特性软件包（HP3）仪器，其中波兰科学院的空间研究中心（CBK）和波兰的Astronika做出了重大贡献。西班牙的天文生物中心（CAB）提供了温度和风传感器。