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深度揭秘好奇号火星车搭载的激光仪器

导读: 2012年8月NASA证实好奇号已成功登陆火星。美国科学家称,好奇号成功着陆是巨大的一步。这个探索器更大,更先进,能带回更多有意义的数据。

  2012年8月NASA证实好奇号已成功登陆火星。美国科学家称,好奇号成功着陆是巨大的一步。这个探索器更大,更先进,能带回更多有意义的数据。这次成功对NASA和合作伙伴意味很多。探索器上有很多先进仪器,能检查火星上是否有生命体。并能从哲学和科学意义上解释我们生命的意义,并能提出很多有趣的问题。此外,经济角度而言也对美国很有意义,并能激励美国年轻人成为科学家。

  在火星表面,“好奇”号火星车将发射能量相当于100万个电灯的激光束确定这颗红色星球能否支持生命存在。除了激光束外,这辆火星车还将借助其他一系列装置寻找这个遥远世界的生物信号,帮助科学家确定火星是否是一颗适于居住的星球。

  “好奇”号共携带10种不同科学仪器,ChemCam只是其中之一。抵达火星之后,“好奇”号的化学与摄像机仪器(以下简称 ChemCam)将发射强激光脉冲,蒸发火星尘土,而后对光谱进行分析。ChemCam发射的强激光脉冲可以蒸发针头大小的区域。这台仪器还装有激光器,用于观测被蒸发的物质产生的等离子体闪光,并记录下光线包含的颜色。一台分光计随后对这些光谱色进行分析,帮助科学家确定被蒸发物质的元素构成。

  ChemCam可以向一个区域或者多个区域快速发射连续多激光脉冲,在火星表面取样分析过程中赋予研究人员极大的灵活性。 ChemCam项目组首席研究员罗杰-韦恩斯表示:“ChemCam在设计上用于寻找轻元素、例如碳、氮和氧,所有这些元素都对生命至关重要。这一系统能够立即发现火星表面的霜或者其他源中的水以及碳。碳是构成生命以及生命副产品的基本要素。由于具有这些功能,ChemCam成为‘好奇’号任务一个至关重要的组成部分。”

  ChemCam可以分析整个可见光光谱以及红外和紫外光谱,寻找周期表上的任何元素。ChemCam能够对距离“好奇”号大约23英尺(约合7米)的区域进行探测。这台仪器采用的技术由美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室研发,被称之为“激光诱导击穿光谱技术”(以下简称LIBS)。这项技术的核心是红外线激光器――肉眼看不到红外线――所发射的激光能量超过100万个电灯,能够聚焦一个微小区域,聚焦时间达到十亿分之五秒。

  在地球上,LIBS用于确定极端环境下的物体构成,例如核反应堆和海床。随着“好奇”号任务的实施,这项技术第一次走出地球。法国国家太空研究中心负责制造ChemCam的激光器和望远镜。洛斯-阿拉莫斯国家实验室则负责制造ChemCam的分光计和数据处理器,同时担任这一项目的负责机构。

  在“好奇”号登陆火星之后,洛斯-阿拉莫斯实验室的操作人员将负责控制这台仪器。此外,这家实验室同样参与“好奇”号的其他探测任务。洛斯-阿拉莫斯实验室地球与环境学部门的戴夫-瓦尼曼是“好奇”号携带的另一台仪器――化学与矿物学分析仪(以下简称CheMin)的副负责人。 CheMin会向样本发射X射线,根据X射线的衍射确定矿物的晶体结构。“好奇”号的机械臂通过车外的一个进口将样本送入CheMin进行分析。

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