瑞士专家盘点洞察号三年来测量火星地震的结果

美国太空总署的洞察号（inSight = Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport，是「运用地震调查、测地学与热传导对火星内部进行探测」名字首个字母的缩写）2018年11月26日成功降落在火星上。七十天后，部署在火星表面的地震仪开始记录火星的震动。到目前为止，它记录了一千三百多次地震。这些地震记录使研究人员能够比以往更准确地描述火星的内部结构。

但现在这项任务有可能结束，因为灰尘覆盖，太阳能电池板提供的电力太少。瑞士苏黎世联邦理工学院教授多梅尼科·贾迪尼（Domenico Giardini）与学院的研究人员和工程师团队合作，开发火星表面地震仪的控制电子设备并负责地震服务，他解释为什么尽管有这些情况，但他并不悲观。

贾迪尼说：「正如我们预期的那样，由于火星上的沙尘暴季节，能源供应在3月和4月进一步恶化。那时洞察号的太阳能电池板上会积聚大量灰尘，从而减少电力供应。但也有偶尔会清除灰尘的旋风。所以我们希望我们还有更多的时间。」

贾迪尼指出，这些阵风不是完全足以清洁面板，超细粉尘尤其成问题，因为它由于静电吸引力而粘在面板上。这就是为什么美国太空总署认为一但夏天开始，就不再可能产生足够的电力来继续执行任务。然而，现在我们看到能源供应好于预期，至少我们的仪器仍然可以继续运行。

至于电力能持续多久？贾迪尼表示，我们肯定能够在8月的某个时候进行测量，如果运气好的话，时间会更长。目前操作进展顺利：地震仪不断测量，洞察号定期上传数据。从7月开始，我们可能一次只能测量几个小时。我们还需要优化到地球的数据传输。然后我们可能只会偶尔收到数据。

贾迪尼说：「尽管即将结束，这项任务到目前为止进展非常满意。洞察号任务的持续时间几乎是原计划的两倍，是我有幸参与的最激动人心的项目之一。它最大的成就之一是它如何使科学本身向前迈进几步。这是一个待探索的全新星球；我们对它或其内部结构几乎一无所知。今天，我们现在对火星的了解比以前多得多。」

今年春天美国太空总署进行的内部任务审查非常热情。如果电力供应有保障，美国太空总署甚至愿意再延长两年。该机构对尽可能长时间地保持国际太空站的运行以及继续进行测量有著浓厚的兴趣，因为这些项目已经产生如此多的科学回报。

唯一的可能是希望火星的地震活动更加活跃，它有更多，尤其是更大（五级或更大）的地震幅度。在执行任务之前，现时已经建立一张可以预计火星地震活跃区在那里的地图。但测量结果显示，地震发生在其它较少的地点，而且地震幅度较小。地震活动主要发生在最近火山活跃的地区。但是在火星其它地方的地震并没有发生。然而，最终记录了火星许多中等规模的地震，这些事件使我们能够绘制出火星的内部结构图，这是将洞察号发射到火星的关键原因。

5月中旬，发生了一次大惊喜，而且恰逢其时：美国太空总署宣布火星表面地震仪首次在火星上测量到五级地震。在经历了几次四级地震之后，终于发生了五级地震！这次地震也来得正是时候。经过三年的分析，我们现在对地震活动和内部结构有更多的了解，并且可以用数据做很多新的事情。这次地震需要进一步分析，研究在火星表面传播的震波，因为这种波只可以由大型地震产生。在这次新的事件中，观察到强大的表面震波在火星周围传播了数次，提供了探索地壳结构的宝贵工具。现在所有的团队都在全力以赴。

贾迪尼表示，在剩下的时间内发生和记录进一步大地震的幅度很重要，但幅度和距离的结合更为重要。对于研究，我们寻找在返回火星表面之前穿过核心或表面的特殊震波。这样的震波在地球上也是罕见，在火星上我们也只看到过少数。任何新的大型地震都可以为我们提供更多数据。

理想的情况是，如果我们可以在火山区之外记录一个新地震，我们已经记录了三十次地震。我们正在研究一个只有十次来自不同距离的地震的星球。如果所有这些地震都具有相同的震中，即使发生一百次地震也无济于事。

贾迪尼指出，在火星上放置额外的地震仪会有帮助，如果地震太小，我们看不到来自火星另一端的地震。地震波迷失在沉重的背景噪音中。所以我们不知道另一边发生了什麽。

【图、文：节译自瑞士苏黎世联邦理工学院2022年6月9日新闻公布】

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