在地球上抓娃娃还不够，NASA把抓娃娃技术用到了火星探测上。就像一个巨型娃娃机，探测器“洞察号”将使用长达2.4米的五指，抓取它背上携带的研究设备，再放置在火星表面。NASA的洞察号火星着陆器。图片来源：nasa/jpl-caltech.com
看看这个大机械臂！是不是和抓娃娃机有点像？不过这个太空娃娃机的目的，不是抓住娃娃这么娱乐了。它真正的目标是深入到火星内部进行探测。作为首次探测火星内部的探测器，它将帮助科学家回答一系列相关的问题，涉及到火星和太阳系内其他岩石星球的形成、演化及物质构成。
洞察号已于本月5日顺利升空，它将在今年11月26日抵达火星，并在火星赤道以北几度的一大片低洼平地上着陆，然后开始长达两年的工作。两年？别担心，洞察号靠太阳能供电，而着陆点阳光充足，为它的两块太阳能电池板供电不成问题。
火星抓娃娃，需要先练习。不同于平时玩的抓娃娃，火星上的这次抓娃娃，是由机械臂在上千万公里之外完成的。远程操纵，需要用到摄像头。
安装在机械臂上的摄像头，和另一个贴近地面的摄像头，将帮助洞察号的工程师了解洞察号周边的环境。和抓娃娃一样，洞察号抓取的动作也是需要练习的。据洞察号的工程师说，这个过程需要数周的时间来准备、计划和实施。在实验室里，工作人员会在对火星发送指令前，先好好练习如何操纵洞察号。如果可以成功操纵它抓取的话，这将是第一次人类使用机械臂在另一颗行星上作业！
研究人员在实验室中测试洞察号部署设备的能力。图片来源：NASA
不抓娃娃，抓什么。前面提到了，洞察号是抓取它背上的研究设备，不是真的娃娃。但是究竟是什么设备呢？是两个内部探测设备。简单来说，一个地震仪和一个钻进地下的探头。
抓地震仪SEIS。洞察号抓取地震仪SEIS示意图。图片来源：cnbs.com
这是一套极其灵敏的地震仪，设计用来检测地震波的大小、速度和频率。这些地震波由火星内部的错位和开裂产生，可以称之为火星地震。洞察号负责人非常自豪的夸赞这台地震仪的灵敏，“它不输给地球上我们拥有的任何一台地震仪，它能测量出幅度小于一个氢原子宽度的地面位移。”举个例子，如果火星上刚好有只蝴蝶极其轻微地落在了这台地震仪上，它可以检测地到。
除了火星地震以外，它还能检测到其他的东西，包括液态水的流动，陨石的撞击，以及活火山喷出的烟流。地震仪 SEIS。图片来源：mars.nasa/gov
不仅灵敏，这台地震仪还相当坚固。和地球上设计的地震仪不同，SEIS是没法被小心翼翼安放的，它会振动，还会受到冲击，特别是在火箭发射、进入大气、降落和着陆的过程中。它需要坚固耐操才能扛得住这些磕磕碰碰。
除了磕碰的风险，地震仪还需要承受剧烈的温度变化。在晴朗的夏日，火星赤道地区的气温可能达到20℃，而夜间又会回落到-70℃。针对这个温差变化，地震仪被套了一层又一层保护，就像俄罗斯套娃一样。第一层是真空密封的钛球，第二层是绝热的蜂窝状结构，第三层则是防风隔热穹顶，像一个高科技大锅盖一样罩在传感器外面。
洞察号携带的SEIS正在地球上的实验室里接受检测。图片来源： cnes.com
抓像钉子的探头。洞察号要抓取的第二个设备就是物理探头，全名叫热流及物理特性探头，它将深入火星土壤测量内部的温度。红色方框内是热流及物理特性探头。图片来源: cnbc.com
这个探头长达46厘米，实际上是一个自动钻探的巨型钉子。它将钻入大约5米深的火星土壤深处，使自己免受火星表面温度波动的影响。5米不算太深。若是在地球上钻探，由于潮湿的土壤传导热量，探头会钻得会更深。虽然钻探得不算深，但是探头仍需要花上几周的时间。在钻洞的过程中，它会定期暂停，测量周围土壤的热量传导效率。温度传感器将在系绳上追踪探头，就像把温度计串成一串项链。
结合温度计的读数以及对热量传导率的测量，洞察号的科学家将了解到，有多少热量源自于火星的内部，并进一步知晓火星的成分以及它的成份与地球相比有哪些差别。
源自于火星内部的热量，将透露这颗行星的内部构造及物质构成。图片来源：nasa.gov
能不能抓成，还有很多变数。洞察号抓的两样设备有没有很酷炫，令人兴奋？但是，它必须先过发射这一关，勇敢地直面行星际空间的一片荒芜。
不止发射，一切都存在着危险：洞察号需要面对发射、航行、着陆等一系列变数。首先，洞察号要乘坐火箭发射升空，但是火箭基本上就是个受控的炸弹。接下来，它需要在真空中航行6个月，持续遭受来自太阳的高能带电粒子的轰击。然后它必须瞄准火星，因为一旦错过，就回不了头了。之后，它还必须要着陆。甚至就算到了火星表面，部署设备也有可能出错。
对于洞察号的工程师来说，预测失误和失算是工作的常态。尽管火星任务的成功率还不到50%，但这不会阻止NASA去尝试。毕竟，选择前往太空，本就不是因为这很容易。