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矿物成分探测载荷:如何熬过火星寒冷的夜? 作者 / 瞿菲

  上海7月23日电 (郑莹莹)在中国首次自主火星探测任务中,中国科学院上海技术物理研究所(简称:上海技物所)负责研制火星表面成分探测仪和火星矿物光谱分析仪两个有效载荷。

  “天问一号”火星探测器,由环绕器和着陆巡视器组成,其中着陆巡视器又由进入舱和火星车组成,火星车配置了多种科学载荷,在着陆区开展巡视探测。

资料图:火星矿物光谱分析仪实验室测试。中科院上海技物所 供图 资料图:火星矿物光谱分析仪实验室测试。中科院上海技物所 供图

  上海技物所副所长舒嵘研究员告知,这两个载荷一个在火星车上,一个在环绕器上,都是围绕矿物成分探测的,这两台设备相较嫦娥四号上的对应设备而言,既有继承,又有拓展。

  其中,火星表面成分探测仪是火星车上的主要有效载荷之一,它结合主动激光诱导击穿光谱探测和被动短波红外光谱探测技术,将对着陆区的火星表面元素、矿物和岩石开展高精度的科学探测,这对研究火星的形成、地质的长期演变过程等具有重要的科学意义。

  舒嵘介绍,这个载荷增加的难度是:火星车晚上过夜,仅有极少的电功率提供给舱外载荷保温;载荷探头裸露在舱外,在早晚大温差中要经历低温存储阶段,然后白天还要工作。

  上海技物所研究员徐卫明介绍,为了让这台载荷不会被“冻坏”,研制人员选择了特殊材料,让它能扛得住夜晚零下130摄氏度的低温,“设计环境温度为零下130摄氏度,多层材料包裹后,载荷的环境温度大概是零下100摄氏度。”

  白天30摄氏度,夜晚零下130摄氏度,徐卫明介绍,这台载荷至少需要在这样的环境下工作几个月。

  而另一台矿物探测的载荷是火星矿物光谱分析仪,它采用推帚式成像、多元实时动态融合的总体技术方案,突破红外背景抑制等关键技术。这台光谱分析仪通过获取火星表面可见光谱段至中波红外宽谱段(400纳米至3400纳米)的光谱成像数据,为火星表面物质成分调查分析的科学探测任务提供数据。

  上海技物所研究员何志平介绍,这台载荷的挑战是要如何看得更精、更准,“我们在技术上是有选择的,所谓看‘精’,是指探测谱段更精细,从可见光至中波红外,不仅总谱段更宽,且有576个通道,更细致;所谓更‘准’,就是仪器具备更高灵敏度且定标更准确,确保这些返回的光谱数据的质量和可靠性。”(完)

【编辑:田博群】


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