火星表面 揭秘“天问一号”的“双眼”:除了火星表面 还能看到更多

火星上到底有什么,是否蕴含矿物“宝藏”?
7月23日,中国火星探测任务“天问一号”探测器在海南文昌卫星发射中心发射升空。7月23日,中国火星探测任务“田文一号”在海南文昌卫星发射中心发射升空。
这次火星探测之旅还包括“上海制造”。中国科学院上海技术物理研究所研制的两大载荷:火星飞行器上的火星表面成分探测器和轨道器上的火星矿物光谱分析仪,将成为本次火星探测的“眼睛”,点亮本次火星之旅。
两台有效载荷,分别在着陆巡视和火星遥感两个环节对火星表面元素与矿物成分开展科学探测。
软着陆于火星表面后,火星车将搭载着火星表面成分探测仪等载荷驶离着陆平台,开始火星漫步。火星表面成分探测仪结合被动短波红外光谱探测和主动激光诱导击穿光谱探测技术,除了探测火星表面物质反射太阳光的辐射信息,还可以向2-5米内的目标主动发射激光,使其局部气化产生等离子体,测量其释放出的原子发射光谱,准确获取物质元素的成分和含量。在火星表面软着陆后,火星车将带着火星表面成分探测器等载荷离开着陆平台,开始在火星上行走。火星表面成分探测器结合了被动短波红外光谱探测和主动激光诱导击穿光谱探测技术,不仅可以探测火星表面物质反射太阳光的辐射信息,还可以主动向2-5米范围内的目标发射激光,使其局部汽化产生等离子体,测量其释放的原子发射光谱,准确获取物质元素的成分和含量。
【火星表面 揭秘“天问一号”的“双眼”:除了火星表面 还能看到更多】为了适应火星恶劣的气候,研究人员付出了巨大的努力,让探测器保持冷暖,使其能够在30℃到-100℃的极端温度范围内正常工作。火星车以三天为一个工作周期,通过指令预设单元检测任务,实现全自动运行。光谱数据预先存储在火星漫游车中,然后通过包装器定期传输回地球。
环绕器除中继通信外,还将开展为期1火星年的科学遥感探测,其中搭载的火星矿物光谱分析仪将在近火段800km以下轨道,采用推帚式成像、多元实时动态融合的总体技术方案,获取火星表面地貌图像与相应位置的光谱信息。
该仪器突破了红外背景抑制、高效光谱成分、星载组合标定等关键技术,集轻、小尺寸、低功耗、高性能于一体,以实现更“精准”检测、更“精准”测量的科学检测目标。未来,矿物光谱分析仪和表面成分探测器有望开展天地协同实验。
中科院上海技物所这两台载荷充分继承了嫦娥探月工程相关载荷研制任务的经验和基础,对探测火星表面元素与矿物成分等具有重要意义,将为火星形成、地质演变研究提供重要科学依据。
上海科技材料研究所研究员何志平表示,通过对火星矿物的精准分析,可以初步了解火星矿物资源的分布及其演化过程,对火星演化过程的研究将有助于预测地球的演化过程。值得一提的是,这款“天问一号”还将搭载与“好奇”相同的矿物标准样品进行对比。

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