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矿物成分检测负荷:如何在火星寒冷的夜晚生存。

发布时间:2020-07-24 09:04 类别:发现宁夏

北京,7月23日(郑莹莹)在中国首次独立的火星探测任务中,中国科学院上海技术物理研究所(简称上海理工大学)负责开发两个有效载荷,即火星表面成分探测器和火星矿物光谱分析仪。

“田文一号”火星探测器由一个环绕体和一个登陆巡逻队组成,其中登陆巡逻队由一个进入舱和一个探测车组成,探测车装有各种科学有效载荷,在登陆区进行巡逻探测。

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

数据地图:火星矿物光谱分析仪的实验室测试。照片由中国科学院上海理工大学提供

上海科技材料研究所副所长、研究员荣树告诉我们,火星探测车和轨道飞行器上的两个载荷都与矿物成分检测有关。与嫦娥四号上的相应设备相比,这两台设备既有继承性,又有可扩展性。

其中,火星表面成分探测器是火星飞行器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,对着陆区火星表面的元素、矿物和岩石进行高精度科学探测,对研究火星的形成和地质的长期演化具有重要的科学意义。

舒威介绍说,这种载荷增加的困难在于:月球车停留过夜,只有少量的电力用于舱外载荷隔离;载荷探头暴露在舱外,在早晚温差较大的情况下,将经过低温贮存阶段,然后在白天工作。

上海理工大学的研究员许伟明说,为了防止这种负荷被“冻结”,开发商选择了特殊的材料,这样它就可以承受夜间零下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,负载的环境温度约为零下100摄氏度。”

白天是30摄氏度,晚上是零下130摄氏度。许伟明介绍说,这种负载需要在这种环境下工作至少几个月。

另一个矿物探测负载是火星矿物光谱分析仪,采用扫帚成像和多元实时动态融合的总体技术方案,突破了红外背景抑制等关键技术。这种光谱分析仪通过获得从可见光谱到中波红外(400纳米至3400纳米)宽光谱的光谱成像数据,可以为调查和分析火星表面物质组成的科学探索任务提供数据。

上海科技材料研究所研究员何志平表示,这种负荷的挑战在于如何更准确地看待它。“我们可以选择技术。所谓“精细”是指探测光谱更精细,从可见光到中波。红外,不仅总光谱更宽,而且有576个通道,这是更详细;所谓的“准”是指仪器具有更高的灵敏度和更精确的校准,以确保这些返回的光谱数据的质量和可靠性。”(结束)


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