美国航空航天局的Mars InSight航天器于当地时间2018年5月5日从加利福尼亚州发射升空，它配备有多种仪器，可以对火星内部进行彻底调查

2018年5月5日，价值超过8亿美元的“洞察号”（InSight）火星工作站发射升空，经过了半年多的太空旅行之后，于2018年11月25日抵达火星，在其赤道附近顺利着陆。地球上的科学家为“洞察号”仔细选择了工作地点，并逐步设置各项科学探测仪器。在落地10周之后，“洞察号”开始收集科学数据。在这一年时间里，“洞察号”的工作有收获，有迷惑，也有挫折。随着它收集到的关于火星的数据越来越多，人类对于火星以及所有岩石行星的理解也就越来越深入。

“洞察号”携带的最重要的科学仪器，是由法国国家空间研究中心（CNES）制造的极为灵敏的“内部结构地震实验”（Seismic Experiment for Interior Structure）装置，用以探测火星的地震波。这是人类第一次在地球和月球之外的天体上进行地震波探测，科学家们希望由此了解火星的内部结构，包括其地壳、地幔、地心的状况，以及它的板块活动和陨石撞击等情况。

火星与地球的构造不同，没有活跃的板块活动，核心部分可能也已经冷却，但科学家们仍预计会在火星表面探测到各种震动信号。在半个世纪前的阿波罗登月计划中，科学家们就在月球表面探测到陨石撞击月球时造成的震动，由于太阳对月球地壳的影响而产生的震动，以及因为地球的引力作用而产生的震动。科学家们估计在火星表面同样会探测到类似的震动，并预计大约一个月会探测到一次左右的地震波。

拥有三个精密传感器，并且有一个半圆形保护罩的内部结构地震实验装置从2019年2月起开始工作。但在最初的两个月里，它除了探测到由火星的大气活动造成的震动之外一无所获，直到4月6日才真正探测到第一个火星的地震信号——这个信号极其微弱，在地球环境中，因为周围环境噪声的影响，根本不可能被发现，唯有在火星极其安静的条件下才会被发现。实现了零的突破之后，“洞察号”探测到火星地震信号的频率开始逐渐升高，目前已经探测到超过300次地震信号，频率已经升高到大约每天两次，而且这个频率仍在逐渐升高之中。至于在这段时间内地震频率发生变化的原因，目前还不得而知。

“洞察号”探测到的大多数火星地震信号都极其微弱，但也有几次相对剧烈的地震信号。其中两次最剧烈的火星地震信号分别发生在5月和7月，强度几乎达到4级，这也足以让人追踪其来源。科学家们追踪地震信号来自“洞察号”东部大约1600公里的科柏洛斯槽沟（Cerberus Fossae），这个区域在最近1000万年的时间里一直处于地质活跃状态。这两次地震可能是源于火星地壳中压力逐渐累积，和随后的迅速释放。

“洞察号”探测到的火星地震信号大致可以分为高频和低频两类。瑞士联邦理工学院的地震学家多梅尼科·贾尔迪尼（Domenico Giardini）认为，其中最常见的高频信号可能来自于火星的浅层地壳，而相对少见的低频信号则可能来自于火星的地幔。在5月和7月探测到的这两次强烈的地震信号都属于低频信号。这些信号的频率都超出了人们的听觉范围，但在经过处理之后，读者们现在可以在美国航空航天局（NASA）的网站上“听到”这两次地震波的声音。

除了收集地震信号之外，“洞察号”的电磁探测设备也探测到了令人迷惑的现象。在每天的午夜时间，“洞察号”携带的磁力仪都会探测到奇特的磁脉冲信号。人们猜测，这可能与火星周围的空间环境有关，有可能是源于来自太阳的带电粒子轰击火星表面造成的影响。

除了地震仪和电磁探测装置，“洞察号”还携带了一个名为“热与物理特性探测器”（Heat and Physical Properties Package，简称HP3）的仪器，用以探测火星土壤中的热传导特性。一年来，这项实验遭遇了人们此前未曾想到的挫折。这个仪器有一个更为人熟知的外号叫作“鼹鼠”（the Mole）探测器。因为体积和能量等因素的限制，鼹鼠探测器本身并不具备由发动机驱动的钻头。按照计划，“洞察号”需要把直径2.7厘米、长40厘米的鼹鼠探测器像打桩台一样，逐渐挤压到火星表面以下5米的土壤里，然后探测其内部的热传导状况。

出乎人们预料的是，鼹鼠探测器在火星土壤中遇到的阻力远高于预计。探测器的设计者原以为这款探测器将在无黏性土壤中进行工作——这种类型的土壤颗粒类似于糖粒，相互间的摩擦不大。结果“洞察号”工作的区域属于黏性土壤，土壤颗粒之间的相互作用更类似于面粉，结合得更为紧密。当鼹鼠探测器向下深入时，它周围的土壤就开始涌入它已经挖掘的洞内，让探测器没法有更大的进展。几个月来，鼹鼠探测器一直试图逐步深入到火星的土壤深处，但一直无法取得突破。到了10月份，探测器忽然被弹出了洞口，可以说是前功尽弃。NASA随后也在社交网络上发布了探测器被弹出的视频。

目前鼹鼠探测器仍然在努力向下挖掘。科学家们试图让“洞察号”的机器臂固定住已经挖掘出的土壤洞内的一侧以固定探测器，并帮助其向下推进。地球上的科学家们正在类似于火星环境的实验室里进行各种模拟实验，为鼹鼠探测器寻找出路。这样的挫折也为人们带来了新知。人们之所以如此设计鼹鼠探测器，是基于此前“勇气号”和“机遇号”火星车在这个区域的探测结果。人们操纵“洞察号”选择这个工作区域，除了要尽可能避开石块之外，也认为这个区域的土壤属于无黏性土壤，而随后发现这个区域的土壤类型属于前所未见的黏性土壤，这难免让人感到吃惊，人们也需要重新理解火星土壤的形成和变化过程。

作为一颗岩石行星，火星的大小正适合人们以它为样本研究太阳系中类似岩石行星的形成过程。通过研究地震信号在火星地壳中的传播方式，人们已经发现火星地壳的结构类似于地球和月球地壳的混合体。探测还在进行之中。“洞察号”计划在火星表面工作709个火星日（1个火星年零40个火星日，相当于728个地球日），目前只进行了大约一半时间。在未来的一年时间里，人们期待着能够探测到更剧烈的地震信号，揭示出火星更多的秘密。

〔本文写作参考了《自然》（Nature）杂志和NASA网站的相关报道〕