探测火星内核可以揭示火星原始海洋的细节。信贷:海盗项目/美国/美国国家航空航天局
一个行星听诊器很快就会被送上火星，用来听火星的心跳。
5月5日，美国宇航局计划在加利福尼亚州范登堡空军基地发射价值9.94亿美元的洞察号宇宙飞船。这次任务的主要任务是在火星表面放置一个地震仪，并监听火星内部的地震波。
如果这项努力成功，这将标志着首次明确探测到被称为“火星震”的地震，并解释有关火星内部结构及其演变过程的长期谜团。“关于火星的所有这些问题都只能通过地震数据来回答，”Bruce Banerdt说，他是位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的NASA喷气推进实验室的地球物理学家，也是此次任务的首席研究员。
柏林德国航空航天中心(DLR)的行星地球物理学家Ana-Catalina Plesa补充说:“这将是火星上的第一个地球物理观测站。”“我们都很兴奋。”
耳朵紧贴地面
在地球上，地震学家利用分布在世界各地的测量站网络来探测来自遥远地震的地震波。通过追踪能量如何在地球内部反弹，研究人员可以计算出诸如地核大小等基本信息。
但还没有人在火星上做到这一点。美国宇航局在1975年发射的孪生海盗号着陆器上也尝试过，但没有成功。海盗1号上的地震检波器发生故障，原因是打开装置无法打开仪器。海盗2号上的地震仪收集了大约2100个小时的数据，但它检测到的所有地震都有，只有一个可能例外1，是由风摇动飞船引起的。地震仪安装在着陆器的顶部，而不是直接与火星表面接触。
“洞察号”着陆后，它将把西瓜大小的地震仪扑通一声扔到火星地面上。仪器将放置在一个防风罩下，它的三个精密钟摆将测量最微小的震动。阿拉巴马州亨茨维尔市美国宇航局马歇尔太空飞行中心的行星科学家蕾妮·韦伯说:“这几乎是迄今为止建造的最灵敏的地震仪。”
但建造如此挑剔的仪器并非易事。InSight原本计划于2016年3月发射，但地震检波器的真空密封出现泄漏造成了26个月的延迟．外壳经过重新设计，地震仪已经在德国南部的一个地球物理观测站成功地进行了测试。
如果一切顺利，美国宇航局洞察号火星着陆器上的地震仪将捕捉到有关“火星地震”的第一批数据。来源:美国国家航空航天局/姓名
火星的神秘
最大的问题是它能捕捉到多少次火星地震。由于没有火星地震活动的实际数据，研究人员使用了火星表面的地质断层地图2以及计算其内部如何随着时间的推移而冷却3.据估计，火星的地震可能比地球少，但比月球多。(机器人月球登陆器，加上美国宇航局阿波罗计划的宇航员部署的仪器，已经测量了由构造断裂引起的浅层月震和由地球潮汐引力引起的深层月震。)
洞察号将在火星赤道附近的极乐平原着陆，这是一个安全而平坦的地方，但地质上很无趣4．韦伯说，在那里，预计每年可以测量到一次2.7到4.2级的当地地震。但它也可以探测到1000多公里外的更大的地震，比如断层密布的Cerberus Fossae5或者塔尔西斯地区，那里有巨大的火山。“我们的目标是在这次任务中收集大约30次地震，”巴黎地球物理研究所的地球物理学家Philippe Lognonné说，他是地震检波器团队的负责人。
火星地震的规模越大，它揭示的地球内部的信息就越多，因为只有最大的地震事件才会一直渗透到地核。“7级地震就太棒了，”韦伯说。在NASA希望执行任务的两个地球年里，洞察号可能会看到一到两次如此大的地震。
问题的核心
来自火星地震的数据将有助于洞察号绘制火星地壳、地幔和地核之间的边界。这样做可以揭示地球原始岩浆海洋曾经搅动到的深度火星是否有过类似板块构造的东西．火星核被认为大约有地球核的一半大，确定它的大小将揭示它的密度和组成6．班纳特说，这颗行星的内层记录了它最初存在的数千万年。研究火星内部也可能有助于揭示我们地球的早期历史，火星可能在形成后不久就经历了许多相同的变化。
与此同时，洞察号上的无线电科学实验将测量这颗行星在其轴上的摆动，作为进一步了解其核心有多大的一种方式。DLR的一个团队制造了一个热流探测器，它将穿透地表下5米的深度，测量温度如何随着深度和时间的变化。
只要洞察号在6月8日前发射，它就能在11月26日登陆火星，并在数周内部署其仪器。对于20多年来一直试图将地震仪送上火星的Lognonné来说，这一天来得越快越好。
“当我得到第一批数据时，我会高兴得多，”他说。
