不管是多年数据收集之后的功成身退,还是⼀阵⾃由落体后的绚烂解体,⽕星这颗红⾊星球已经埋葬了太多探索者。天下没有不散的宴席,⽕星探测器“洞察”号⻢上就要被列⼊这张不断增⻓的名单中了。⽽上⾯这张照⽚,或许就是它向地球家园传回的最后⼀张照⽚。
“洞察”(InSight)号,这台⽕星探测器或许没有天问⼀号那么熟悉,也不像“毅⼒”(Perseverance)号那样拥有核动⼒,更别提能像“机智”(Ingenuity)号⼀样在⽕星上⻜⾏了。相⽐于前⾯那些探测器,“洞察”号只是⼀个着陆器,⽆法移动。
但这并不妨碍北京时间2018年11⽉27⽇凌晨在⽕星埃律⻄昂平原(Elysium Planitia)⻄部着陆的“洞察”号被誉为最多产的⽕星探测器之⼀,这台探测器⽣来就是为了研究⽕星内部结构,它是⼀个纯⾏星物理探测器。⽂章开头的照⽚右侧,就是“洞察”号最⼤的功⾂——内部结构地震实验仪(Seismic Experiment for Interior Structure,SEIS)。
这是⼀台地震仪(或者应该叫“⽕震仪”?),它收集的⽕星地震数据已经催⽣了⼏⼗篇论⽂,揭开了⽕星内部的神秘⾯纱。它更新了⽕星深处圈层模型,刷新了⼈们对⽕星核⼼的了解,检测到了除地球外太阳系内最强的地震,听到了陨⽯撞击⽕星时留下的声⾳,还确认⽕星⾄今仍然活着——它⾄今还有地质活动。它收集的数据是⼀座宝藏,未来⼏⼗年中,⼈类依然能依靠它增进对⽕星内部的了解。⽂章开头照⽚的上⽅是“洞察”号的机械臂。
4年前,“洞察”号像抓娃娃⼀样,把这台功⾂地震仪放置在⽕星表⾯,让它能更精确地捕捉⽕星地震信号。⽽在⼏乎同时送回的⼀张照⽚中,却包含着“洞察”号⽆法忘却的伤痛——照⽚左侧的热传感物理特性箱(Heat Flow and Physical Properties Package,HP3)。这是⼀台热流探测器,计划中,它应该钻⼊⽕星地下5⽶,⽤⼀连串温度传感器探测⽕星的地下的热量流动。
由于钻孔的⽅式特别,它被研究⼈员亲切地称为“鼹⿏”(mole)。但由于错误估计了⽕星⼟壤的摩擦⼒,“鼹⿏”的设计存在缺陷,始终⽆法钻⼊地下。尽管科学团队尽⼒补救了,但在经过了2年多的尝试后,他们还是不得不接受了“鼹⿏”的失败。过去的4个地球年中,“洞察”号传回了6600张照⽚。回看这些照⽚时,就能明显发现在4年的时光⾥,⽕星上红⾊的灰尘逐渐将⼀切盖了起来。“洞察”号由太阳能板提供能量。
2018年11⽉刚着陆时,它每个⽕星⽇(地球和⽕星⾃转周期相近,⼀个⽕星⽇约等于⼀个地球⽇)能获得5千瓦时的电⼒;今年5⽉17号的新闻发布会上,“洞察”号任务团队表示它每个⽕星⽇只能获得0.5千瓦时的电⼒;⽽现在,⽕星进⼊冬天,浮尘更多,阳光更少,“洞察”号⻢上就要撑不住了。⽂章开头的那张照⽚,或许就是它给我们发的最后⼀张照⽚了。在这之后,“洞察”号会失去电⼒,⽆法再和地球通讯。
不知该说幸运还是不幸,“洞察”号着陆的地点很少有尘卷⻛(dust devil)发⽣。⼀⽅⾯,“洞察”号上精密的仪器很难应对尘卷⻛的⼲扰;但在另⼀⽅⾯,当太阳能板被灰尘遮住时,尘卷⻛⼜是绝佳的除尘⼯具。为什么在“洞察”号发射时没有设计除尘装置?对于“洞察”号的研发团队⽽⾔,这是⼯程上最艰难的抉择之⼀。不论是压缩空⽓,还是类似于汽⻋上的⾬刮器,除尘系统都会增加“洞察”号的重量。
不管在探测器本身的设计上,还是在把探测器送到⽕星表⾯这件事上,这都会消耗更多经费。对于耗资近10亿美元的项⽬⽽⾔,每⼀个系统的必要性都要被仔细考量。其结果是,研发团队认定,除尘系统是不必要的。导致这项决定的关键因素是:“洞察”号任务预期持续时间相对较短。在计划中,“洞察”号任务计划从着陆的那⼀刻起,会持续运⾏709个⽕星⽇,相当于728个地球⽇。
但现在“洞察”号已经在⽕星表⾯运⾏了接近4年,它已经超期服役了100%。不过,没有除尘系统并不代表“洞察”号只能“摆烂”。除了期待偶然出现的尘卷⻛外,“洞察”号也在亲⾃动⼿化解⾃⼰的困境,⼯程师团队曾尝试⽤机械臂挖⽕星表⾯的尘埃来除尘。因为⽕星尘埃带有静电,研究团队能在⽕星⼤⻛天利⽤它们来清洁太阳能板。
“洞察”号被命令舀起⼀瓢⽕星⼟壤,并将它缓慢倒在太阳能板的边缘,原本盖在太阳能板表⾯的尘埃就会被新倒下来的尘埃吸引,最终⽤尘埃达到除尘的⽬的。这⼀机智的窍⻔每次能让已经布满灰尘的“洞察”号增加5%的能量产出。研究团队从2021年5⽉22⽇尝试这种办法,截⽌2022年5⽉17⽇,他们已经尝试了6次。在那之后不久机械臂就因为缺电⽽被关闭了。
翻开美国航空航天局(NASA)的新闻列表,就能发现“洞察”号的情况越来越糟:2022年5⽉17⽇的新闻标题是《在能量⽔平下降时,NASA的“洞察”号仍在探测地震》。这时“洞察”号已经没有⾜够的能量全天探测地震了,它只能⽩天关闭地震仪,在更安静,数据质量更⾼的夜晚探测地震。6⽉21⽇,《“洞察”号的科学探测测⼜延⻓了⼏周》。
研究团队决定延⻓地震仪的使⽤时间,然⽽这需要更⾼的功耗,会导致“洞察”号更早⽤尽能源。10⽉7⽇,《“洞察”号正在等待⻛暴结束》。此时,“洞察”号每个⽕星⽇只能获得275瓦时的能量了,“洞察”号不得不在⻛暴持续的两周内完全关闭地震仪。11⽉1⽇,《NASA准备永别“洞察”号》。“洞察”号的发电能⼒只剩下最初的20%,它不得不关闭⾃⼰其他所有科学仪器,只留下地震仪中部分最灵敏的部分继续运⾏。
然⽽,即使是这样,地震仪最多也只能再运⾏⼏周时间了。每隔⼏天,“洞察”号会向地球传回2张照⽚,但是时间间隔越来越⻓。或许在未来的某⼀张后,也或许就是⽂章开头的那⼀张后,“洞察”号就再也⽆法给我们传回⽕星表⾯的照⽚了。虽然很不愿意承认,但“洞察”号⻢上就要撑不下去了。NASA表示,他们的⽕星中继卫星还在接收着“洞察”号的讯号。当连续两次没有收到“洞察”号讯号的时候,他们就会宣布“洞察”任务结束。
但这并不意味着“洞察”号已经完全没了机会。尽管机会渺茫,但或许突然有⼀股强⻛吹过,吹落了太阳能板上的尘埃,“洞察”号就⼜能找到我们了。在那之前,⽕星中继卫星仍会⼀直监听着“洞察”号可能的信号。对我们⼤多数⼈来说,或许是时候和“洞察”号说再⻅了。
当然,这台给我们揭开了⽆数⽕星内部秘密的探测器不会被⼈遗忘,⼏⼗年后,当⼈类终于有能⼒登陆⽕星时,只要擦去它太阳能板上厚厚的灰尘,它还能重获新⽣——或者,当某个倒霉蛋被困在⽕星上种⼟⾖时,“洞察”号也不失为⼀个他和地球重获联系的好选择。