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人类最向往的红色星球探索发现2021年最新：火星上的日落、风暴和生命迹象

2019年5月2日，NASA 公布一张“洞察”号（InSight）火星探测器拍摄的火星日落景象。这张照片拍摄于2019年4月25日18时30分，记录了“洞察”号度过的第145个火星日的日落。火星上的一昼夜比地球长39分钟35秒，一个火星日等于1.027个地球日。由于火星与太阳的距离约为地日距离的1.5倍，因此火星上看到的太阳大小只有地球上的三分之二。2019年4月24日，NASA 公布一张“洞察”号火星探测器的新照片，展现已部署的地震监测仪。4月6日，“洞察”号第一次探测并记录到微弱的火星地震信号，震级约为1至2级。由于信号强度较弱，无法确定地震起因，推测由火星内部的地裂或外部陨石撞击引发。“洞察”号于2018年11月在火星表面着陆，主要任务是记录火星地震数据，从而研究火星内部结构。“洞察”号是一颗用于研究火星行星内部结构的火星无人着陆探测器。着陆器由洛克希德.马丁公司制造。“洞察”号名字来自其全名“运用地震调查、测地学与热传导对火星内部进行探测”（Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport，简称InSight）的首字母缩写。其任务是将一个装载有地震仪及热流侦测器的固定式登陆载具发射到火星表面。图为“洞察”号即将着陆火星概念图。图为2018年3月29日，NASA 工作人员正在进行“洞察”号（InSight）火星登陆器的发射前测试，美国加州范登堡空军基地。“洞察”号火星登陆器项目于2012年正式启动，目的是登陆火星地表，借助地震仪和热流侦测器研究火星地核、地幔和地壳构造，记录火星地震或流星撞击产生的地震波，从而探究早期火星的地质演变过程。“洞察”号计划在2018年5月发射升空，预计将在太空飞行7个月，于11月26日在火星着陆，执行为期2年的探测任务。图为2018年5月4日，NASA“洞察”号火星登陆器被安装在“Atlas-V”运载火箭顶端，美国加州范登堡空军基地。这是 NASA 首次在美国西海岸进行星际发射（Interplanetary Launch）任务。“洞察”号火星登陆器项目于2014年开始建造，登陆器高1.4米，重694公斤，配备地震仪、热流侦测器和太阳能电池板，电池板展开最大宽度为6米。“洞察”号计划在接近火星赤道的位置登陆，以确保整年充足的阳光供太阳能板发电。图为美东时间2018年5月5日4时05分，“Atlas-V”运载火箭搭载“洞察”号（InSight）火星登陆器，于范登堡空军基地成功发射升空。2018年11月26日，“洞察”号火星探测器在火星表面成功着陆，传回在火星上拍摄的第一张照片。美东时间11月26日14时47分，“洞察”号探测器顺利进入火星大气层，在7分钟内完成减速、降落和着陆过程，14时54分左右在预定登陆点—火星埃律西昂平原（Elysium Planitia）成功着陆，正式开启为期2年的火星探测任务。它是迄今第8个登陆火星表面的 NASA 航天器，配备钻孔机和地震仪，可向地下钻探至多5米，将第一次对火星表层地质展开探测。图为2018年11月27日，“洞察”号探测器登陆火星后拍摄的第一张高清照片，呈现火星地表空旷的景色和远处的地平线。这张照片由探测器机械臂上搭载的“仪器部署成像相机”（IDC）拍摄，这台设备将协助“洞察”号观察记录周围地形，从而将地震实验仪和热传感器等实验设备部署到火星表面。按照计划，“洞察”号的仪器部署过程将耗时约2个月，随后正式开展钻探和勘测任务。2018年12月6日，NASA 公布一张“洞察”号探测器在火星表面拍摄的新照片，机械臂正在尝试进行伸展和移动实验设备。“洞察”号于11月26日在火星赤道附近的埃律西昂平原着陆，目前正在记录和评估登陆点周围地形，以判断是否能部署地震实验仪和热传感器等设备。2018年12月8日，NASA 公布一张“洞察”号探测器在火星表面的新照片，2.2米直径的太阳能电池板已完全展开。根据 NASA 公布数据，“洞察”号登陆第一天通过太阳能电池板生成了4588Wh电能，是迄今单日造电量最高的火星探测器。探测器的着陆点为少岩石的沙地地形，更容易部署仪器和开启钻探作业。图为2018年12月11日，NASA 公布“洞察”号火星探测器的第一张完整自拍照。“洞察”号探测器总重358公斤，中间的科学仪器装载平台宽约1.56米，搭载着天气及环境传感器、激光测距仪、地震实验仪、高频通讯天线、摄像头等设备；两侧安装有可折叠太阳能电池板，每块直径约2.2米，每个火星日的发电量约为4.6千瓦时。图为2019年4月9日，欧空局公布一张新拍摄的火星南半球局部地貌，辛梅利亚高地表面出现多个风暴撞击坑。欧空局表示，这些坑洞由旋转上升的柱状旋风“尘卷风”（Dust devil）造成，证明火星稀薄的大气层中也会发生风暴现象。这张照片由火星微量气体任务卫星拍摄，该卫星的主要任务是分析火星大气中占比低于1%的微量气体，如甲烷、水蒸气、二氧化氮等。图为2019年3月30日，欧空局“火星快车”号（Mars Express）卫星拍摄火星南半球局部地貌，沙尘暴和风力作用形成黑色沙丘和灯丝状的沙丘网。这种沙丘地貌遍布火星表面，由于火星地表重力仅为地球的38%，且没有液态水吸附沙尘，因此沙尘更易被风卷起形成沙尘暴。这张照片由卫星搭载的高解析度立体相机（HRSC）拍摄，中心区域位于火星东经23°、南纬53°，地面分辨率为13米/像素。图为2018年10月28日，欧空局公布一张“火星快车”号探测器拍摄的新照片，火星南部高地布满了陨石撞击形成的撞击坑。这张照片的拍摄点为火星南纬31.5°至43.5°、西经2°至东经9°区域，是火星上最古老的地貌区之一。火星表面存在上万个直径超过1公里的陨石撞击坑，1970年代至今已有1092个火星撞击坑获得正式命名并被记录在火星地图中。2018年11月22日，欧空局“火星快车”号轨道探测器拍摄的新合成照片，展现出火星北半球断层区域“尼利槽沟”（Nili Fossae）的地貌。尼利槽沟是欧空局新一代火星车“ExoMars”的候选登陆点之一，这里平均高度低于火星地表约600米，岩石中含有丰富的碳酸盐、水合氧化硅、铁氧化物等矿物质，被认为是火星大气中甲烷的来源地之一，可能存在火星生命迹象。这张照片的中心区域位于火星北纬28°、东经78°，地面分辨率为18米/像素。2019年4月24日，NASA 公布一张“火星侦察轨道飞行器”（MRO）拍摄的新照片，火星北半球埃律西昂火山裂谷中发生山体滑坡，浅蓝色的石块从陡坡上坠落。埃律西昂山（Elysium Mons）是位于火星东半球的一座盾状火山，海拔14.1千米，是火星上第三高山。这座火山所在区域是火星上最年轻的火山区，大约形成于30亿至40亿年前，最近一次熔岩活动发生在约300万年前。火星侦察轨道飞行器是NASA的2005年火星探测计划之一。这项计划主要目的是将一枚侦察卫星送往火星，以前所未有的分辨率对火星这颗红色行星进行详细考察，并且为往后的火星地表任务寻找适合的登陆地点，同时为这些任务提供高速的通讯传递功能。它是火星的第三个正在使用中的人造卫星（前二个为“火星快车”号、“2001奥德赛”号），与第五个正在使用中的火星探测器（三个卫星加上两台火星探测漫游者）。图为火星侦察轨道飞行器（Mars Reconnaissance Orbiter，缩写MRO）的高分辨率科学成像设备拍摄的高分辨率“火星人脸”影像，右下角为“海盗”号太空飞船拍摄的影像。图为2018年1月29日，NASA 公布一张“火星侦察轨道飞行器”（MRO）拍摄的“沙尔巴塔纳山谷”（Shalbatana Valles）局部照片。研究人员曾在一张“沙尔巴塔纳山谷”高分辨率图像中发现一条远古湖岸线，这被认为是第一个证实火星表面曾存在湖泊的确凿证据。据估计这片已经干涸的湖泊大约存在于30亿年前，占地210平方公里，水深460米，相当于美国与加拿大边界的尚普兰湖（Lake Champlain）。图为2018年6月7日，NASA 宣布“好奇”号（Curiosity）火星探测器首次在火星岩石中发现有机颗粒，成为火星可能存在生命的新线索。“好奇”号在火星盖尔陨石坑（Gale crater）钻探分析了一块形成于35亿年前的湖床沉积岩样本，发现噻吩、苯、甲苯等至少3种不同类型的有机分子，证明远古火星的湖水中可能存在过生命。图为2018年6月21日，火星上发生全球性沙尘暴，“好奇”号火星探测器在沙尘中自拍。根据 NASA 报告，火星自5月30日开始遭遇大规模沙尘暴，目前风暴覆盖面积已超过3200万平方公里，相当于火星总面积的四分之一，尚无法预估沙暴将持续多久。这是“好奇”号探测车自2012年登陆火星迄今遭遇的最大沙尘暴，由于沙尘遮蔽阳光导致太阳能电池板运转效率降低，“好奇”号目前主要依靠核电池供电。“好奇”号火星探测器在美东时间2011年11月26日10:02，于卡纳维拉尔空军基地发射升空，并成功于2012年8月6日协调世界时05:17在伊奥利亚沼着陆。“好奇”号经过56,300万公里的旅程，登陆时离预定着陆点布莱德伯利只相差2.4千米。由儿童和青少年命名火星车是NASA的惯例。2008年11月18日，一项面向全美五岁至十八岁学生的为火星车命名的比赛开始。2009年5月27日，NASA宣布六年级的华裔女生马天琪的“好奇”最终赢得了胜利。2018年11月12日，由地球24名科学家组成的团队，利用延迟15分钟指令发送，控制与驾驶距地球约1亿2,600万公里的“好奇”号，驶往预定位置。“好奇”号的任务包括：探测火星气候与地质；探测盖尔撞击坑内的环境是否曾经能够支持生命；探测火星上的水，及研究日后人类探索的可行性。“好奇”号的设计将是MASA规划中的“火星2020探测器”设计基础。2012年12月，“好奇”号原本运行2年的探测任务被无限期延长。图中这枚印有美国前总统林肯头像的1美分古董硬币，是“好奇号”火星手持透镜成像仪（MAHLI）的一个重要零件。MAHLI位于“好奇号”机械臂末端，功能相当于一个超级放大镜，可以拍摄火星表面岩石、土壤的详细图像。地理学家拍照时常使用硬币作为校准器来确保照片比例精准。虽然“好奇号”上装有其它更为复杂精致的校准器，但NASA还是决定把这枚由MAHLI工程师肯恩.埃迪特捐赠的硬币带上火星，以示对传统科学的尊重。“好奇”号在测试行驶中用轮胎以莫尔斯电码形式在火星上留下了NASA喷气推进实验室的标志。NASA称，在火星表面缺乏明显地标的情况下，“好奇”号的视觉测距系统可利用这些标记测量距离。轮胎花纹不是普通的直线，而是点缀了对应莫尔斯电码中的点和破折号，每个轮子印有三个字符• – – – / • – – • / • – • •，翻译成英语是JPL，即负责火星探测器的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）名字缩写。图为“好奇”号找到火星上存在水的科学证据。“好奇”号带往火星的设备是迄今为止人类送往火星的最为专业和先进的仪器。如其携带的动态中子返照率设备（DAN），早先在地球上是用于石油勘探的，它发射出中子，然后通过观察中子与氢原子核相互作用后发生的能量变化来确定氢的存在。DNA主要被用于火星上查找水分子的研究。