美国国家航空航天局InSight首次听到流星体撞击火星

这些陨石坑是2021年9月5日流星体撞击火星形成的，这是美国国家航空航天局InSight首次探测到的。这张由美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器拍摄的增强彩色图像以蓝色突出了受撞击干扰的灰尘和土壤，以使细节更容易被人眼看到。

火星着陆器的地震仪在过去两年中采集了四次不同撞击的振动。

美国国家航空航天局的InSight着陆器探测到了2020年和2021年在火星上坠毁的四块太空岩石的地震波。这些不仅代表了自2018年InSight着陆火星以来，航天器地震仪首次探测到撞击，还标志着首次在火星上探测到撞击产生的地震波和声波。

周一发表在《自然地球科学》杂志上的一篇新论文详细介绍了这些撞击，这些撞击距离InSight的位置53至180英里（85至290公里），该位置是火星上一个名为Elysium Planitia的区域。

四颗已确认的流星体中的第一颗——这个词是指撞击地面前的太空岩石——做出了最引人注目的入口：它于2021年9月5日进入火星大气层，爆炸成至少三块碎片，每块碎片都留下了一个陨石坑。

在这段视频中，了解更多关于美国航空航天局InSight着陆器在火星上探测到的第一次流星体撞击的信息。

随后，美国国家航空航天局的火星勘测轨道飞行器飞越了预计的撞击地点，以确认地点。轨道飞行器使用其黑白背景相机显示了表面的三个暗点。在定位这些斑点后，轨道飞行器的团队使用高分辨率成像科学实验相机（HiRISE）对陨石坑进行了彩色特写（流星体可能在表面留下了更多的陨石坑，但它们太小了，无法在HiRISE的图像中看到）。

该论文的合著者、火星撞击专家、布朗大学的Ingrid Daubar说：“InSight等了三年才探测到撞击，这些陨石坑看起来很漂亮。”

这幅拼贴画展示了美国国家航空航天局InSight着陆器上的地震仪探测到的其他三次流星体撞击，并由该机构的火星勘测轨道飞行器使用其HiRISE相机拍摄到。

在梳理了早期数据后，科学家们证实，2020年5月27日还发生了另外三次撞击；2021年2月18日；以及2021年8月31日。

研究人员一直困惑于为什么他们没有探测到更多的流星体撞击火星。这颗红色行星紧挨着太阳系的主小行星带，该小行星带为行星表面留下了充足的太空岩石。因为火星的大气层只有地球的1%厚，所以更多的流星体穿过它而不会解体。

InSight的地震仪已经探测到1300多次火星地震。该仪器由法国航天局国家空间研究中心提供，灵敏度极高，可以探测到数千英里外的地震波。但2021年9月5日的事件标志着首次确认撞击是此类海浪的原因。

InSight的团队怀疑，风的噪音或大气的季节性变化可能掩盖了其他影响。但现在已经发现了撞击火星的独特地震特征，科学家们希望在InSight近四年的数据中发现更多隐藏的东西。

根据美国国家航空航天局InSight着陆器记录的数据，流星体撞击火星的声音就像是一种特殊的大气效应引起的“爆裂”。在这段音频片段中，可以听到三次声音：当流星体进入火星大气层、爆炸成碎片并撞击表面时。资料来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院/CNES/IPGP

罢工背后的科学

地震数据提供了各种线索，将帮助研究人员更好地了解这颗红色星球。大多数火星地震是由地下岩石因热和压力而破裂引起的。研究由此产生的地震波在不同材料中移动时如何变化，为科学家研究火星的地壳、地幔和地核提供了一种方法。

迄今为止确认的四次流星体撞击产生了震级不超过2.0级的小地震。这些较小的地震只能让科学家们一窥火星地壳，而来自较大地震的地震信号，如2022年5月发生的5级地震，也可以揭示火星地幔和地核的细节。

但这些撞击对于完善火星的时间表至关重要。“影响是太阳系的时钟，”该论文的主要作者、法国图卢兹的意大利和西班牙高等研究所的拉斐尔•加西亚说。“我们需要知道今天的撞击率，以估计不同表面的年龄。”

科学家可以通过计算撞击坑来近似行星表面的年龄：他们看到的越多，表面就越古老。通过根据他们现在看到撞击发生的频率校准他们的统计模型，科学家可以估计太阳系历史早期发生的撞击次数。

InSight的数据与轨道图像相结合，可以用来重建流星体的轨迹及其冲击波的大小。每一颗流星体在撞击大气层时都会产生冲击波，在撞击地面时也会产生爆炸。这些事件在大气中传播声波。爆炸越大，当声波到达InSight时，地面倾斜的程度就越大。着陆器的地震仪足够灵敏，可以测量地面因此类事件而倾斜的程度和方向。

加西亚说：“我们正在进一步了解影响过程本身。”“我们现在可以将不同大小的陨石坑与特定的地震波和声波相匹配。”

着陆器还有时间研究火星。着陆器太阳能电池板上的灰尘正在降低其功率，最终将导致航天器关闭。准确预测何时着陆很困难，但根据最新的功率读数，工程师们现在认为着陆器可能在今年10月至2023年1月之间关闭。

更多关于使命

美国国家航空航天局喷气推进实验室是加州理工学院位于加利福尼亚州帕萨迪纳的一个部门，为该机构位于华盛顿的科学任务局管理InSight。InSight是美国国家航空航天局探索计划的一部分，由该机构位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心管理。位于丹佛的洛克希德•马丁航天公司建造了InSight飞船，包括其巡航级和着陆器，并为该任务的航天器操作提供支持。

包括法国国家空间研究中心（CNES）和德国航空航天中心（DLR）在内的一些欧洲合作伙伴正在支持InSight任务。CNES向美国国家航空航天局提供了内部结构地震实验（SEIS）仪器，首席研究员在IPGP（巴黎地球物理研究所）。IPGP对SEIS做出了重大贡献；德国马克斯•普朗克太阳系研究所；瑞士联邦理工学院；英国伦敦帝国理工学院和牛津大学；和JPL。德国航天中心提供了热流和物理特性包（HP3）仪器，波兰科学院空间研究中心和位于波兰的Astronika做出了重大贡献。西班牙的太空生物中心（CAB）提供了温度和风力传感器。