如果夜空晴朗，你在北半球向南方眺望，会看到一颗发亮的红色星星。它就是火星。2022年12月21日，在这颗距离我们平均约2.25亿公里的红色星球上，美国航天局宣布，洞察号无人探测器在对火星进行长达4年多的科学探测之后，任务正式终结。洞察号走向了生命的终点。在过去约两个火星年的时间跨度里，它作为有史以来人类第一个探测火星内部的探测器，履行着使命，直到生命的最后一刻。登陆火星，因其成功率低，一直有「火星诅咒」的说法。洞察号扛住了降落时的危险，扛住了约100度的昼夜温差，扛住了风和地震，扛住了遥远的距离和孤独，但最后却死于火星的红尘。一直以来，人类对于火星的探索，近似一场接力赛。从上古时代第一个仰望星空的人类开始，总有一些人选择向星空投去目光。那些成功降落火星、身负各种使命的探测器，则是被星空梦想照进的现实。
文｜易方兴
编辑｜姚璐
图｜NASA
2019年4月24日早上5点30分，洞察号睁开眼睛，一个比在地球上看起来小了三分之一的太阳，正从火星的地平线上缓缓升起。洞察号是通过机械臂的相机观察到这一壮观景色的。在它的眼前，是一片平坦、广阔的橙色平原。这里是位于遥远的火星赤道附近的「极乐世界」。虽然名字听起来很美好，但它却是火星上火山分布最密集的区域之一。洞察号选择这里降落，既是因为这里地势平坦，光照充足，能够为它的太阳能电池板提供充足的电力；同时，也是因为这一次，它肩负着人类想倾听火星心跳的使命。有人把地震形容成行星的心跳，这个说法很贴切。某种程度上，只要获得了行星地震的数据，就能够掌握其内部的构成秘密，听到像火星这样的岩制天体的起源之声。
洞察号拍下的火星日出
在看日出的这一天前，洞察号已经在火星上停留了145个火星日。这些天颇为折腾。一开始，在2018年11月26日，当它着陆时，就经历了降落火星的「死亡7分钟」。火星大气层虽然稀薄，但在当时，依然能将洞察号的防护罩加热到1400摄氏度，在大气摩擦力下，洞察号的速度将从约5500米/秒降至约380米/秒。这时候的火星上空，洞察号打开了它的巨型降落伞，丢弃掉已经热到破损的隔热板，在漫长的通向火星的旅途中，它第一次伸出三条机器腿，使用雷达探测与地面的距离。就像它的英文名「insight」那样，火星第一次直接出现在它的感知里。但当它向火星坠落时，超过300米/秒的速度还是太快了。没有任何探测器能在这样的速度下幸存。在洞察号去往火星的前两年，欧洲航天局就曾向火星发射了斯基亚帕雷利探测器，最后，斯基亚帕雷利由于减速失败，一头撞上了火星，只留下了一个直径约15米的陨石坑。所以，在这一刻，洞察号选择继续丢弃了保护核心部件的外壳。同时，点燃了安装在底部的12枚逆向火箭。火箭向地面的方向喷射火焰，洞察号进一步减速，速度最终降至约2米/秒，这才终于降落在火星表面上。NASA的科学家形容，这远比让一颗鸡蛋自由落体到地面且不碎裂更难。终于，它降落在火星「极乐世界」区域的一个平坦陨石坑里，开始了它的任务。在人类仰望星空的梦想里，地球的「兄弟行星」火星，一直是理想的目的地。但从地球飞往火星，却是一条漫长且凶险的旅途。火星与地球的距离变化极大，近的时候大约5500万公里，最远的时候能达到4亿公里，在过去的几十年时间里，人类一共向火星发射了大约50次探测器，成功率只有约一半。但梦并没有被这些失败打败，洞察号的着陆，意味着它成为了第7个成功降落火星的NASA探测器。而比起它之前的六个前辈，这一次，洞察号的着陆，更显示出一种人类的浪漫和温情。2018年12月1日——着陆后的第五天，探测器的麦克风录下了火星上的风声，那是一种仿佛遥远战鼓般的「隆、隆、隆」的声音。
洞察号第一次帮人类听到火星上的风声（戴上耳机效果更佳）
但耗费如此多心血，历经几千万公里，花费近十亿，肯定不是只为了去听火星上的风声。听到风声，实际上，只是洞察号为了听到火星心跳的第一步。为了准确地监测地震波，必须过滤掉杂波，而风带来的地面的震动，是最主要的杂波之一。作为人类有史以来第一个希望深入研究火星内部的探测器，洞察号携带了一个像倒扣的锅一样的地震计，像听诊器一样扣在火星表面上，试图探听火星的心跳。在2019年初的时候，洞察号在几个星期时间里，一直在寻找适合摆放这个地震计的位置。它有一个机械手臂，手臂像人一样，拥有五根手指，抓着地震计移动位置。安装在洞察号正面的摄像头，时刻注视着这一切。但远在地球的NASA科学家发现了一个令他们有点不安的事实：随着时间推进，洞察号的摄像头上仿佛覆盖了一些灰尘。好在，这并不影响观察。终于，位置找好了。但这时，又面临着新的问题。火星上温差大，早晚相差94摄氏度。这样的温度，会让地震计内部的灵敏弹簧因为温度而发生扩张或者收缩，影响监测数据。所以洞察号再一次伸出了手。它抓着一个六角形的更大的「锅盖」，盖在了这个地震计上。「锅盖」主要起到保暖作用，其中的保暖毯可以让温差进一步缩小。而地震计本身，也携带了一个校正火星温度的调节器，这个调节器被真空密封在一个钛球内部。但这双重保障还是不保险，洞察号又再一次拿出一个更大的「防风」圆形锅盖，盖在这个六角形锅盖上面，至此，三重防护之下，地震计终于部署完毕。其精确程度，哪怕你在火星的几百米远外跺个脚，它都能听到。接下来就是静静等待，倾听火星的心跳。
火星
按照计划，洞察号将在火星上执行约728天的任务，略多于一个火星年（一个火星年约等于两个地球年）。由于洞察号是个固定探测器，并不像它的前辈「机遇号」和「勇气号」那样，拥有能够四处探险的轮子，这意味着，它只能孤独地停留在原地，一刻不停地倾听。实际上，洞察号的任务时间远超出初步预设的时间，它执行了相当于原计划两倍的时间。从2019年4月，洞察号第一次听到火星的地震算起，到2022年12月之前，它一共听到了480多次的火星地震，并且收集了所有火星表面任务中最全面的天气数据。在太阳系演变的时间尺度中，曾有那么一段时间，火星和地球的表面非常相似。两者都有着温暖潮湿的天气，都拥有厚厚的大气层。然而，三四十亿年前，两颗行星走向了截然不同的道路。如果说，我们这个蔚蓝的星球是宇宙中一次美妙的意外，那么，火星，则走向了极致的荒凉，成为了一颗生锈的红色星球。这也是洞察号倾听火星心跳的意义——研究火星的深处是由什么构成的，以及火星内部分为几个层次。更为关键的，在感谢地球为人类留住了恒温的同时，科学家们无比想弄明白一件事，热量从火星中渗出的速度究竟有多快，从而探索宇宙中生命的起源。在洞察号发送回的数据中，NASA的科学家们还发现了一件令他们费解的事：作为一个较小的行星，火星的地震非常频繁，但在2019年到2020年的时间里，他们并没有检测到一次超过4级的地震。而没有更大规模的地震数据，就不足以探听到更深处的地层。换句话说，洞察号极有可能降落在了一个错误的火星时段里。很不巧，它赶上了一个平静的火星。
刚降落在火星的时候，洞察号背着地震仪的保护罩
洞察号一直在卖力工作。除了地震计，它还携带了另一个别出心裁的热探测装置——鼹鼠(mole)。从外表看上去，鼹鼠更像是一个40厘米长的金属棍子，它的使命，与锅盖一样的地震计同等重要。它要钻入5米深的火星地表，测量火星的内部热量，从而能够计算出火星形成后剩余的能量。但这一过程却遭遇了意料之外的阻力。按照原来的设计，鼹鼠能像一根钉子一样，依靠内部锤击带来的震动，钻入松软的火星表层土壤。2019年2月28日，安置完地震计之后，洞察号释放鼹鼠，开始了第一次锤击。刚开始的几十厘米，一切还是顺利的。火星之所以呈现出红色，是因为其土壤中含有大量被风化的氧化铁，在科学家的研究中，这种土壤密度低，比较松软。很快，鼹鼠40厘米的身子就没入了土壤中。但很快，鼹鼠发现自己被卡住了。洞察号发现，这里的土壤与火星其他地方的土壤不同。它竟然降落在了一个异常坚硬和厚实的土壤板结区域，它所试图深入的地方，尽管不是岩石，但几乎是一个土壤形成的胶状物。鼹鼠的钻探，依赖与土壤的摩擦力，但如果失去了摩擦力，在它自身的锤击下，它将直接弹出火星表面。2019年的夏天，是火星上一年中风沙最大的时候。洞察号想出一个办法，用自己机械臂上的铲子压在鼹鼠的顶端，防止它弹出来。这个操作必须十分小心，因为鼹鼠顶端有一根脆弱的与洞察号连接的线，用来传输数据和电量。在火星上，失去电量，就相当于死亡。2019年10月，是鼹鼠最为努力的一个月。各种办法，洞察号几乎都尝试了一遍——用铲子挖土，然后倒在鼹鼠周围，试图让鼹鼠周围的土壤更具摩擦力，失败了；又采取别的其他的角度，但鼹鼠完全卡入土中，依然失败；想把坑挖塌，还是失败了……这些天里，鼹鼠一共尝试了约220次撞击。在最后的一周里，在洞察号机械臂的帮助下，它艰难地又往下挖掘了2厘米。为了这短短的2厘米的前进，它历经了整整11个月。机械臂终究不是人类的手，它能做的太有限了，那块下方半米处的胶结状土壤，成为了鼹鼠能深入的最后的终点。这样的挖掘深度，能够让科学家们研究土壤的热性质，但他们想更深入测量火星内部热流的愿望，落空了。但洞察号作为先驱者，它的努力，也为未来任何试图挖掘火星地下的人类或机器人，探索出了一条道路。
鼹鼠挖掘出现问题，洞察号试图用机械臂帮助
但更坏的消息是，这所有的探测和努力，都需要消耗电力。电力就相当于探测器的生命。洞察号的两位前辈——机遇号和勇气号，就是因为电力枯竭而死亡的。2003年6月发射的勇气号，于7个月后抵达火星，由于太阳能电池板上的灰尘阻挡了阳光吸收，勇气号一度接近死亡，结果2005年和2009年两次被火星上的大风吹散了尘埃，电力得以恢复。就这样，原计划工作寿命只有3个月的勇气号，一共工作了2208个火星日，行驶了7.73公里，第一次帮人类找到了火星上曾有水存在的证据。作为勇气号兄弟版本的机遇号，它跋涉得更远。2018年5月，火星出现了一场席卷半个火星的超级沙尘暴，遮天蔽日的沙尘暴下，机遇号失去光照，电力逐渐消耗。一个月后，机遇号彻底失去应答。它为人类整整工作了14年，死亡前，它发送回最后一张照片，照片传到一半，机遇号就没电了。照片里，是漆黑一片的暗淡天空。超出所有人的意料，它行驶了45.16公里的距离，是人类在火星上跑的最远的火星车。如今，洞察号正在面临与前辈们相似的命运。洞察号最开始摄像头上的灰尘，可能就昭示着这个不祥的未来，从给自己拍摄的照片中可以看到，2019年刚刚降落不久时，洞察号的两个圆形的2米直径的太阳能板，还能亮到反射出深色的光，到了2020年，再拍摄照片时，红色的火星灰尘，逐渐覆盖满整个太阳能板。它的太阳能转化效率，一度降低到不足原来的三分之一。由于无法移动，它只能静静等待火星灰尘的覆盖和吞噬。
三年后，洞察号几乎被火星红尘吞噬
但远在地球的科学家们从来没有哪一刻放弃拯救它。他们在地球建造了一台与洞察号一模一样的探测器，取名为远见号（foresight），并且，用未经加工的石榴石和硅藻土，模拟出了火星表面的土壤，再利用AR设备，搭建出与洞察号所处的地点一模一样的环境。从这个意义上说，洞察号或许并不孤独，它还有一个孪生兄弟。科学家们做这一切，是为了确保洞察号仅剩不多的电力能够得到最大的运用。每一条发送给洞察号的指令，都在地球上的远见号上，模拟了无数次。甚至，科学家们还创造性地想到，用机械臂铲土，把土倒在洞察号的太阳能板上，冲刷掉了一些灰尘，短时间恢复了一些电力供应。
地球上，洞察号的兄弟——远见号
2022年5月4日，地球的深夜时分，火星上发生了一件令接近枯竭的洞察号为之一振的事件，一枚陨石撞击了「乐园世界」区域，引发了4.7级地震，这时洞察号听到了火星最强有力的心跳，它带来了大约十个小时的如海浪般的地震波，是2021年里最大地震能量的5倍以上。地震的回响，几乎让洞察号的地震计饱和。此时，已经是它降落火星的第四年，在生命终结前，它终于等到了火星上这次堪称奇迹般的心跳。科学家也因此做了一个艰难的决定，如果节省电力，洞察号或许能再多坚持一段时间，但这次地震，只能让洞察号全力工作。终于，2022年12月11日，洞察号用仅剩的电力，拍摄了它生命里最后一张照片。最后的时刻，它仍然注视着地震计。十天后，它在NASA官方号上发布了一条告别信息:「我的电量真的很低，这可能是我能发送的最后一张图片了。不过不要为我担心: 我在这里的时间既富有成效又平静。如果我能继续和我的任务小组联系，我会的——但我很快就要卸任了。谢谢你们的陪伴。」
洞察号发回的最后一张照片，它仍然注视着地震计
参考资料：
[1] 2022 Los Angeles
Times，As NASA's Mars
InSight mission comes to an end, JPL engineers say farewell to its twin
[2] 2022，NASA retires InSight Mars lander
mission after years of science
[3] 2022，Brown University，NASA's InSight hears its first meteoroid impacts on Mars
[4] 2022，University of British Columbia ，NASA's InSight lander: The lonely fate of a robot on Mars
[5] 2022，Jet Propulsion Laboratory，NASA's InSight gets a few extra weeks of Mars science
[6] 2022，NASA's InSight enters safe mode during
regional Mars dust storm
[7] 2022，InSight is meeting the challenge of
winter on dusty Mars
[8] 2022，Mars InSight lander to push on top of
the 'mole'
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