2月13日，洞察號在火星表面拍攝到其熱探測器的照片。來源：nasa/jpl-caltech/dlr

根據(jù)洞察號任務(wù)合作方德國航天局(german space agency)的一份聲明，“鼴鼠”儀器的部署由于命令未能及時(shí)傳達(dá)到洞察號而被推遲了兩天。

第一只星際“鼴鼠”即將在火星表面挖洞，但這只“鼴鼠”完全是機(jī)械的，而且在其他任何星球上都一樣能折騰。

“鼴鼠”儀器是美國宇航局“洞察號”任務(wù)的關(guān)鍵設(shè)備之一，該任務(wù)于今年11月登陸火星，并將于昨晚(2月26日)正式啟動(dòng)。這將是第一個(gè)測量熱量如何在另一顆行星流動(dòng)的儀器，這一關(guān)鍵的測量將幫助科學(xué)家了解火星是如何演變成現(xiàn)在這個(gè)樣子的。

美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(jpl)的儀器系統(tǒng)工程師特洛伊·哈德森(troy hudson)說：“不像照相機(jī)之類的其他東西，那些東西我們已經(jīng)在不同的任務(wù)中搭載過數(shù)百次了，但我們以前從來沒有過像‘鼴鼠’儀器這樣的東西。”

兩周前，洞察號將這顆正式名字為熱流和物理特性探測器的“鼴鼠”儀器放置在了火星表面。但是這個(gè)儀器的研發(fā)已經(jīng)花費(fèi)了大約十年，所以科學(xué)家們急切地想知道它能收集到什么數(shù)據(jù)。

“從工程和科學(xué)的角度來看，讓‘鼴鼠’儀器進(jìn)入火星風(fēng)化層還有觀察儀器在火星的行為都將會(huì)非常激動(dòng)人心，”insight任務(wù)的副首席研究員、噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的地球物理學(xué)家蘇·斯姆雷卡爾(sue smrekar)說，“能真正潛入火星地下將是一件非常令人興奮的事情。”

“鼴鼠”之所以得其名，是因?yàn)樗鼤?huì)用錘子砸穿火星表面的風(fēng)化層，推開泥土和巖石，把自己置于火星地下，如果一切順利的話，它最終將能到達(dá)16英尺(5米)深的地方。懸掛在“鼴鼠”儀器后面的是一根裝滿傳感器的繩子。

當(dāng)鼴鼠自己挖洞時(shí)，它會(huì)向周圍的巖石發(fā)送熱脈沖，然后測量熱消散的速度。這將告訴科學(xué)家們在火星的這個(gè)特定區(qū)域中巖石與空氣的比例是多少，這非常有趣，因?yàn)槎床焯栁挥谝粋€(gè)巨大的隕石坑內(nèi)。“這將幫助我們理解這些物質(zhì)主要是被吹進(jìn)隕石坑的沙子，還是你所期望的那種會(huì)在隕石坑內(nèi)出現(xiàn)的某些噴出物混合物?”斯姆雷卡爾說。

一旦鼴鼠鉆到其深度極限，它就會(huì)停在地下測量火星全年的溫度變化。這將使科學(xué)家能夠追蹤熱量是如何在不受火星表面天氣影響的情況下在火星內(nèi)流動(dòng)的，而這種熱量的流動(dòng)對于理解火星是如何演變成現(xiàn)在的樣子有著重要的意義。“熱量是地質(zhì)學(xué)的引擎，”哈德森說。

在像火星這樣的星球上有兩種主要的熱源，它們都告訴了科學(xué)家這個(gè)星球是如何形成的。斯姆雷卡爾說：“一個(gè)是來自吸積的初始熱量，所有初始巖石以巨大的速度相互碰撞，所以就有了初始熱量。”(科學(xué)家們預(yù)計(jì)不會(huì)在火星上找到太多這種熱源。)

第二個(gè)來源是一種時(shí)間釋放現(xiàn)象，科學(xué)家認(rèn)為這種現(xiàn)象在地殼中最為強(qiáng)烈：放射性元素，鈾、釷和鉀之類的放射性元素會(huì)衰變并釋放熱量。斯姆雷卡爾說：“我們最希望了解的就是這些放射性元素在火星的濃度。”

一旦研究人員確定了這些濃度，以及洞察號設(shè)計(jì)用來測量的其他火星特征，比如地殼厚度等，他們就可以把這些值輸入電腦模型，評估那些描述火星如何變成現(xiàn)在這個(gè)樣子的不同場景。如果這一切看起來有點(diǎn)深?yuàn)W的話，簡單點(diǎn)說就是火星上的熱流會(huì)對火星火山活動(dòng)停止時(shí)間產(chǎn)生的影響，以及火星是否有液態(tài)水隱藏在它地表下面。

哈德森說，所有這些科學(xué)都依賴于一種在實(shí)際應(yīng)用中并不是特別令人印象深刻的儀器，這是基于他觀察地球原型的經(jīng)驗(yàn)所得出的結(jié)論：“老實(shí)說，就算你真的能看到這種儀器運(yùn)作，看著它也會(huì)有點(diǎn)無聊。”

但這個(gè)“鼴鼠”儀器謙遜的外表掩蓋了研究小組為行星科學(xué)開發(fā)新工具所做的大量工程工作。哈德森說：“我們正在進(jìn)行一種新型的調(diào)查。”科學(xué)家們已經(jīng)對月球進(jìn)行過熱流測量，但那些數(shù)據(jù)是在阿波羅計(jì)劃期間通過宇航員的工作收集的。“他們用復(fù)雜的設(shè)備和大量的體力完成了那些測量。”

但洞察號則不能依賴任何這樣的人類幫助。相反，哈德遜和他的同事們必須根據(jù)“鼴鼠”所在的環(huán)境及其需要完成的特定目標(biāo)來完美地訂制這個(gè)儀器。

“如果是在月球上的話，它可能無法完成它的工作，至少按照這種特殊的設(shè)計(jì)來說，”哈德森說，這是因?yàn)樵虑蚝突鹦堑娘L(fēng)化層非常不同：前者受到了非常多的撞擊，以至于“鼴鼠”根本沒辦法將泥土和巖石推到一邊往地下鉆。“(月球風(fēng)化層)就像混凝土，如果你想把什么東西塞進(jìn)去的話，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)根本沒有孔隙空間。”

科學(xué)家們無法事先知道“鼴鼠”儀器成功的幾率，因?yàn)橹饕膿?dān)心是它可能會(huì)撞上一塊太大的大石頭(大約1米寬)而導(dǎo)致無法工作。“鼴鼠”挖得越深，研究小組就能在不受地表天氣干擾的情況下，更準(zhǔn)確地讀出行星內(nèi)部的溫度流。

一旦掌握了“鼴鼠”的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們將會(huì)了解它可以告訴我們關(guān)于火星的什么信息。斯姆雷卡爾說：“也許火星會(huì)給我們帶來驚喜，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中總是會(huì)有最有趣的結(jié)果——當(dāng)你得到了意想不到的東西的時(shí)候。”