火星InSight着陆器在红色星球表面上方和下方产生了令人惊讶的一年的发现

在这位艺术家对美国宇航局（NASA）在火星上的InSight着陆器的构想中，可以在下面看到该行星地下的各层，而在背景中可以看到尘土飞鬼。

一批新论文总结了着陆器的发现。

由于NASA InSight着陆器飞行的第一年，人们对火星有了新的认识。今天发表的六篇论文中描述的发现揭示了一个充满地震，尘埃和奇怪的电磁脉冲的活着的行星。

其中五篇论文发表在《自然》杂志上。在《自然地球科学》上的另一篇论文详细介绍了InSight航天器的着陆点，这是一个在称为Elysium Planitia的地区被称为“霍姆斯特德空洞”的浅坑。

InSight是第一个致力于深入研究火星表面以下的任务。它的科学工具包括用于检测地震的地震仪，用于测量风压和气压的传感器，磁力计以及旨在获取行星温度的热流探测器。

NASA的InSight探测到的两次最大地震似乎起源于火星地区Cerberus Fossae。科学家先前在这里发现了构造活动的迹象，包括滑坡。这张照片是由NASA火星侦察轨道器上的HiRISE相机拍摄的。

当研究小组继续努力将探测器按预期的方式进入火星表面时，称为内部结构地震实验（SEIS）的超灵敏地震仪使科学家能够“听到”数百到数千英里的多次地震离开。

地震波受其穿过的物质的影响，为科学家提供了一种研究行星内部结构组成的方式。火星可以帮助团队更好地了解包括地球在内的所有岩石行星是如何形成的。

地下

火星比预期更频繁地颤抖，但也更为温和。到目前为止，SEIS已发现450多个地震信号，其中绝大多数可能是地震（与环境因素（例如风）产生的数据噪声相反）。最大的地震规模约为4.0级-不够大，不足以向下传播至地壳下方，进入地球的下地幔和核心。JPL InSight首席研究员布鲁斯·班纳特（Bruce Banerdt）说，在研究行星的内部结构时，它们是“苹果中最美味的部分”。

科学家们准备好了更多：InSight在2018年11月着陆后，花费了几个月的时间才记录了第一次地震事件。到2019年底，SEIS每天检测到大约两个地震信号，这表明InSight恰好在一个特别安静的时间降落。科学家们仍然为“大一号”而努力。

火星的剖面图，显示InSight着陆器正在研究地震活动。

火星没有像地球这样的构造板块，但是确实有可能引起隆隆声的火山活动区。两次地震与Cerberus Fossae这样一个地区有很强的联系，科学家在那里看到巨石可能已经从悬崖上掉下来了。那里的古代洪水雕刻了将近800英里（1300公里）长的河道（见下图）。然后在过去的一千万年中，熔岩流渗入了这些通道，这是地质时间的转瞬之间。

其中一些年轻的熔岩流显示出不到200万年前被地震破坏的迹象。JPL的行星地质学家Matt Golombek说：“这是地球上最年轻的构造特征。”“我们看到该地区出现晃动的迹象不足为奇，但这很酷。”

在表面

数十亿年前，火星有磁场。它不再存在，但留下了鬼影，使现在距地面200英尺（61米）至几英里的古老岩石磁化。InSight配备了磁力计，这是火星表面上第一个用于检测磁信号的磁力计。

磁力计发现，霍姆斯特德空洞的信号强度比根据研究该区域的轨道飞行器的数据预测的强度强10倍。这些轨道器的测量值是数百英里的平均值，而InSight的测量值则更局部。

美国宇航局火星侦察轨道飞行器观察到的这张图所示的火山喷口的线性度，加上熔岩从喷口流出的证据，暗示着火山-构造过程的综合控制。

不列颠哥伦比亚大学和行星科学研究所的行星科学家凯瑟琳·约翰逊（Catherine Johnson）表示，由于InSight所在地的大多数表层岩石还太年轻，无法被行星的原磁场磁化，因此“这种磁场一定来自地下的古老岩石。” 。“我们将这些数据与我们从地震学和地质学中获得的信息结合起来，以了解InSight下的磁化层。他们必须要对我们探测这个领域有多强或有多深？”

此外，科学家对这些信号如何随时间变化感兴趣。度量值白天和黑夜都不同；他们也倾向于在午夜左右跳动。关于造成这种变化的原因的理论仍在形成，但一种可能性是，它们与太阳风与火星大气相互作用有关。

在风中

InSight几乎连续测量风速，方向和气压，比以前的着陆任务提供的数据更多。航天器的天气传感器已经检测到数千个经过的旋风，当它们拾起沙砾并变得可见时，这些旋风被称为尘暴。巴黎索邦大学（Sorbonne University）的大气科学家Aymeric Spiga说：“这个地点比携带气象传感器时降落在火星上的任何其他地方都要多。”

尽管进行了所有这些活动并经常进行成像，但InSight的相机仍未见到灰尘。但是SEIS可以感觉到这些旋风像巨型吸尘器一样在表面上拉动。SEIS首席研究员，巴黎环球物理研究所（IPGP）的PhilippeLognonné说：“旋风非常适合进行地下地震勘探。”

还在后面：核心

InSight有两个无线电：一个用于定期发送和接收数据，一个功能更强大的无线电，用于测量火星旋转时的“摆动”。这种X波段无线电装置也称为自转和内部结构实验（RISE），最终可以揭示行星的核心是固体还是液体。坚固的核心会导致火星的摆动少于液态的。

数据的第一年仅仅是开始。观察整个火星年（两个地球年），将使科学家们对地球摆动的大小和速度有一个更好的了解。

InSight研究论文

W. Bruce Banerdt，Suzanne E. Smrekar，Don Banfield，Domenico Giardini，Matthew Golombek，Catherine L. Johnson，PhilippeLognonné，Aymeric Spiga，Tilman Spohn，ClémentPerrin，Simon C.的“ InSight火星的初步结果”。斯特勒，丹尼尔（Daniele Antonangeli），萨米·阿斯玛（Sami Asmar），卡洛琳·贝格海因（Caroline Beghein），尼尔·鲍尔斯（Nil Bowles），埃布鲁·博兹达格（Ebru Bozdag），彼得·奇（Peter Chi），乌尔里希·克里斯滕森（Ulrich Christensen），约翰·克林顿（John Clinton），加雷斯·科林斯（Gareth S. ，吉姆·加文（Jim Garvin），约翰·格兰特（John Grant），马蒂亚斯·格洛特（Matthias Grott），杰西·格里高祖克（Jerzy Grygorczuk），特洛伊·哈德森（Troy Hudson），杰西卡·CE·欧文（Jessica CE Irving），昆特·卡格（GünterKargl），太极川村，沙龙·克达尔，斯科特·金，布里吉特·科纳佩耶尔-恩德伦，马丁·科纳佩耶尔，马克·莱蒙，马克·勒蒙，拉尔夫·洛伦茨，贾斯汀·N·马基，Ludovic Margerin，Scott M.McLennan，Chloe Michaut，David Mimoun，Anna Mittelholz，Antoine Mocquet，Paul Morgan，Nils T.Mueller，Naomi Murdoch，Seiichi Nagihara，Claire Newman，Francis Nimmo，Mark Panning，W.Thomas Pike，Ana -卡塔琳娜·普莱萨（Catalina Plesa），塞巴斯蒂安·罗德里格斯（SébastienRodriguez），何塞（Jose） Antonio Rodriguez-Manfredi，Christopher T.Russell，Nicholas Schmerr，Matt Siegler，Sabine Stanley，EléanoreStutzmann，Nicholas Teanby，Jeroen Tromp，Martin van Driel，Nicholas Warner，Renee Weber和Mark Wieczorek，2020年2月24日，自然地球科学.DOI：
10.1038 / s41561-020-0544-y

Catherine L. Johnson，Anna Mittelholz，Benoit Langlais，Christopher T. Russell，VéroniqueAnsan，Don Banfield，Peter J. Chi，Matthew O.Fillingim，Francois忘了，海蒂·富夸·哈维兰德（Heidi Fuqua Haviland），马修·哥伦贝克（Matthew Golombek），史蒂夫·乔伊（Steve Joy），菲利普·洛格农（PhilippeLognonné），刘新平，克洛·米乔（ChloéMichaut），卢潘，凯茜·昆汀·纳塔夫（Cathy Quantin-Nataf），艾美·斯皮加（Aymeric Spiga），萨宾·斯坦利（Sheb N.Thorne），马克·维克佐雷克（Mark A. Smrekar和William B.Banerdt，2020年2月24日，自然地球科学。
10.1038 / s41561-020-0537-x

“由InSight观察到的火星气氛”，作者：唐·班菲尔德，艾伊·斯皮加，克莱尔·纽曼，弗朗索瓦·弗忘，马克·勒蒙，拉尔夫·洛伦茨，纳奥米·默多克，丹尼尔·维多斯·莫雷拉斯，豪尔赫·普拉·加西亚，拉斐尔·F·加西亚，菲利普·洛农尼ÖzgürKaratekin，ClémentPerrin，LéoMartire，Nicholas Teanby，Bart Van Hove，Justin N.Maki，Balthasar Kenda，Nils T.Mueller，SébastienRodriguez，Taichi Kawamura，John B.McClean，Alexander E.Stott，Constantinos Charalambous，Ehouarn Millour ，凯瑟琳·约翰逊（Catherine L.Johnson），安娜·米特尔霍尔茨（Anna Mittelholz），安妮·玛塔妮（AnniMäättänen），史蒂芬·R·刘易斯（John Clinton），西蒙·史泰勒（SimonC.Stähler），萨瓦斯·塞兰（Savas Ceylan），多梅尼科·贾尔迪尼（Domenico Giardini），特里斯特拉姆·沃伦（Tristram Warren），威廉·T·派克（William T. -Schnidrig，David Mimoun，ÉricBeucler，Alice Jacob，Antoine Lucas，Mariah Baker，VéroniqueAnsan，Kenneth Hurst，Luis Mora-Sotomayor，Sara Navarro，Josefina Torres，Alain Lepinette，Antonio Molina，Mercedes Marin-Jimenez，Javier Gomez-El ，维罗妮卡·佩纳多（Veronica Peinado），何塞·安东尼奥·罗德里格斯（Jose-Antonio Rodriguez-M） anfredi，Brian T.Carcich，Stephen Sackett，Christopher T.Russell，Tilman Spohn，Suzanne E.Smrekar和W.Bruce Banerdt，2020年2月24日，自然地球科学。
10.1038 / s41561-020-0534-0

D. Giardini，P。Lognonné，WB Banerdt，WT派克，U。Christensen，S。Ceylan，JF Clinton，M。van Driel，SCStähler，M。Böse，RF Garcia，A。Khan撰写的“火星地震” ，M。Panning，C。Perrin，D。Banfield，E。Beucler，C。Charalambous，F。Euchner，A。Horleston，A。Jacob，T。Kawamura，S。Kedar，G。Mainsant，J.-R.。 Scholz，SE Smrekar，A.Spiga，C.Agard，D.Antonangeli，S.Barkaoui，E.Barrett，P.Combes，V.Conejero，I.Daubar，M.Drilleau，C.Ferrier，T.Gabsi，T Gudkova，K.Hurst，F.Karakostas，S.King，M.Knapmeyer，B.Knapmeyer-Endrun，R.Llorca-Cejudo，A.Lucas，L.Luno，L.Margerin，JB McClean，D.Mimoun， N. Murdoch，F。Nimmo，M。Nonon，C.Pardo，A.Rivoldini，JA Rodriguez Manfredi，H.Samuel，M.Schimmel，AE Stott，E.Stutzmann，N.Teannby，T.Warren，RC Weber， Wieczorek和C.Yana，2020年2月24日，自然地球科学。
10.1038 / s41561-020-0539-8

P.Lognonné，WB Banerdt，WT Pike，D。Giardini，U。Christensen，RF Garcia，T。Kawamura，S。Kedar，B。Knapmeyer-“在InSight地震数据中对火星的浅层弹性和无弹性结构的约束” Endrun，L。Margerin，F。Nimmo，M。Panning，B。Tauzin，J.-R。 Scholz，D.Antonangeli，S.Barkaoui，E.Beucler，F.Bissig，N.Brinkman，M.Calvet，S.Ceylan，C.Charalambous，P.Davis，M.van Driel，M.Drilleau，L.Fayon ，R。Joshi，B。Kenda，A。Khan，M。Knapmeyer，V。Lekic，J。McClean，D。Mimoun，N。Murdoch，L。Pan，C。Perrin，B。Pinot，L。Pou，S 。Menina，S。Rodriguez，C。Schmelzbach，N。Schmerr，D。Sollberger，A。Spiga，S。Stähler，A。Stott，E。Stutzmann，S。Tharimena，R。Widmer-Schnidrig，F。Andersson，V 。Ansan，C。Beghein，M。Böse，E。Bozdag，J。Clinton，I。Daubar，P。Delage，N。Fuji，M。Golombek，M。Grott，A。Horleston，K。Hurst，J。Irving ，A。Jacob，J。Knollenberg，S。Krasner，C。Krause，R。Lorenz，C。Michaut，R。Myhill，T。Nissen-Meyer，J。十Pierick，A.-C。 Plesa，C. Quantin-Nataf，J.Robertsson，L.Rochas，M.Schimmel，S.Smrekar，T.Spohn，N.Teannby，J.Tromp，J.Vallade，N.Verdier，C.Vrettos，R.韦伯，班菲尔德，E。巴雷特，M。比尔维斯，S。加尔各特，北康佩尔，CL约翰逊（D.）罗素（Russell），西尔维斯特（Sylvestre-Baron），蒂勒（S.Tillier），沃伦（T.Warren），维克佐雷克（M.Wieczorek），雅纳（C.Yana）和兹维费尔（P.Zweifel），2020年2月24日，自然地球科学。
10.1038 / s41561-020-0536-y

关于InSight

JPL是位于帕萨迪纳的Caltech的裁缝，由NASA的科学任务部管理InSight。InSight是NASA探索计划的一部分，该计划由该机构位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心管理。丹佛的洛克希德·马丁航天公司制造了InSight航天器，包括其巡航平台和着陆器，并为航天器的飞行任务提供了支持。

许多欧洲合作伙伴，包括法国国家空间研究中心（CNES），德国航空航天中心（DLR）和英国航天局（UKSA），都在支持InSight任务。CNES与IPGP（巴黎地球物理研究所）的主要研究人员向NASA提供了内部结构地震实验（SEIS）仪器。IPGP为SEIS贡献了大量资金；德国马克斯·普朗克太阳能系统研究所（MPS）；瑞士的瑞士联邦理工学院（苏黎世联邦理工学院）；伦敦帝国理工学院和英国牛津大学；和JPL。DLR提供了热流和物理特性软件包（HP3）仪器，其中波兰科学院的空间研究中心（CBK）和波兰的Astronika做出了重大贡献。西班牙的天文生物中心（CAB）提供了温度和风传感器。