揭秘好奇號(hào)火星車激光器 _激光

ChemCam利用激光分析火星表面的物質(zhì)，最大工作距離可達(dá)到23英尺

美國(guó)洛斯-阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，ChemCam項(xiàng)目組首席研究員羅杰-韋恩斯對(duì)這臺(tái)儀器進(jìn)行檢查

藝術(shù)概念圖，展現(xiàn)了在火星表面執(zhí)行探測(cè)任務(wù)的“好奇”號(hào)火星車

26日，美國(guó)宇航局的“好奇”號(hào)火星車搭乘宇宙神5型火箭在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角的41號(hào)發(fā)射架發(fā)射升空，奔赴紅色星球
11月26日，美國(guó)宇航局“好奇”號(hào)火星車發(fā)射升空預(yù)計(jì)明年8月登陸火星。在火星表面，“好奇”號(hào)火星車將發(fā)射能量相當(dāng)于100萬(wàn)個(gè)電燈的激光束確定這顆紅色星球能否支持生命存在。除了激光束外，這輛火星車還將借助其他一系列裝置尋找這個(gè)遙遠(yuǎn)世界的生物信號(hào)，幫助科學(xué)家確定火星是否是一顆適于居住的星球。
“好奇”號(hào)共攜帶10種不同科學(xué)儀器，ChemCam只是其中之一。抵達(dá)火星之后，“好奇”號(hào)的化學(xué)與攝像機(jī)儀器(以下簡(jiǎn)稱 ChemCam)將發(fā)射強(qiáng)激光脈沖，蒸發(fā)火星塵土，而后對(duì)光譜進(jìn)行分析。ChemCam發(fā)射的強(qiáng)激光脈沖可以蒸發(fā)針頭大小的區(qū)域。這臺(tái)儀器還裝有激光器，用于觀測(cè)被蒸發(fā)的物質(zhì)產(chǎn)生的等離子體閃光，并記錄下光線包含的顏色。一臺(tái)分光計(jì)隨后對(duì)這些光譜色進(jìn)行分析，幫助科學(xué)家確定被蒸發(fā)物質(zhì)的元素構(gòu)成。
【揭秘好奇號(hào)火星車激光器】ChemCam可以向一個(gè)區(qū)域或者多個(gè)區(qū)域快速發(fā)射連續(xù)多激光脈沖，在火星表面取樣分析過(guò)程中賦予研究人員極大的靈活性。ChemCam項(xiàng)目組首席研究員羅杰-韋恩斯表示：“ChemCam在設(shè)計(jì)上用于尋找輕元素、例如碳、氮和氧，所有這些元素都對(duì)生命至關(guān)重要。這一系統(tǒng)能夠立即發(fā)現(xiàn)火星表面的霜或者其他源中的水以及碳。碳是構(gòu)成生命以及生命副產(chǎn)品的基本要素。由于具有這些功能，ChemCam成為‘好奇’號(hào)任務(wù)一個(gè)至關(guān)重要的組成部分。”
ChemCam可以分析整個(gè)可見(jiàn)光光譜以及紅外和紫外光譜，尋找周期表上的任何元素。ChemCam能夠?qū)嚯x“好奇”號(hào)大約23英尺(約合7米)的區(qū)域進(jìn)行探測(cè) 。這臺(tái)儀器采用的技術(shù)由美國(guó)洛斯-阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)，被稱之為“激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)”(以下簡(jiǎn)稱LIBS) 。這項(xiàng)技術(shù)的核心是紅外線激光器――肉眼看不到紅外線――所發(fā)射的激光能量超過(guò)100萬(wàn)個(gè)電燈，能夠聚焦一個(gè)微小區(qū)域，聚焦時(shí)間達(dá)到十億分之五秒。
在地球上，LIBS用于確定極端環(huán)境下的物體構(gòu)成，例如核反應(yīng)堆和海床。隨著“好奇”號(hào)任務(wù)的實(shí)施，這項(xiàng)技術(shù)第一次走出地球。法國(guó)國(guó)家太空研究中心負(fù)責(zé)制造ChemCam的激光器和望遠(yuǎn)鏡。洛斯-阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室則負(fù)責(zé)制造ChemCam的分光計(jì)和數(shù)據(jù)處理器，同時(shí)擔(dān)任這一項(xiàng)目的負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu) 。
在“好奇”號(hào)登陸火星之后，洛斯-阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室的操作人員將負(fù)責(zé)控制這臺(tái)儀器。此外，這家實(shí)驗(yàn)室同樣參與“好奇”號(hào)的其他探測(cè)任務(wù) 。洛斯-阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室地球與環(huán)境學(xué)部門的戴夫-瓦尼曼是“好奇”號(hào)攜帶的另一臺(tái)儀器――化學(xué)與礦物學(xué)分析儀(以下簡(jiǎn)稱CheMin)的副負(fù)責(zé)人。CheMin會(huì)向樣本發(fā)射X射線，根據(jù)X射線的衍射確定礦物的晶體結(jié)構(gòu) 。“好奇”號(hào)的機(jī)械臂通過(guò)車外的一個(gè)進(jìn)口將樣本送入CheMin進(jìn)行分析。
“好奇”號(hào)攜帶的钚罐同樣由洛斯-阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室制造，負(fù)責(zé)為這輛火星車的核動(dòng)力發(fā)電機(jī)提供燃料。钚罐是近50名研究人員和技術(shù)人員共同努力的結(jié)晶。“好奇”號(hào)攜帶的發(fā)電機(jī)名為“同位素溫差發(fā)電機(jī)”(以下簡(jiǎn)稱RTG)，發(fā)電量是過(guò)去的火星車的幾倍，滿足“好奇”號(hào)的用電需求。由于體積超過(guò)以往的火星車，“好奇”號(hào)能夠攜帶更為先進(jìn)的載荷，讓安裝RTG成為一種可能。
26日，美國(guó)宇航局在佛羅里達(dá)州發(fā)射“好奇”號(hào)火星車。宇航局的“海盜”號(hào)35年前登陸火星，現(xiàn)在已經(jīng)沒(méi)有“生命跡象” 。科學(xué)家希望攜帶更先進(jìn)儀器的“好奇”號(hào)能夠上演更令人吃驚的發(fā)現(xiàn) 。宇航局火星探索計(jì)劃負(fù)責(zé)人道格-麥克奎斯遜表示：“‘好奇’號(hào)是迄今為止登陸另一顆行星表面的體積最大且最為復(fù)雜的探測(cè)器。”在飛行近3.54億英里(約合5.69億公里)之后，“好奇”號(hào)預(yù)計(jì)于2012年8月5日在火星表面著陸。“好奇”號(hào)任務(wù)耗資 25億美元，其中一個(gè)首要任務(wù)是尋找科學(xué)家在火星空氣中探測(cè)到的甲烷。這輛火星車將在紅色星球跋涉大約98周，相當(dāng)于一個(gè)火星年。

新浪科技（孝文）