揭秘好奇号火星车激光器:蒸发尘土分析成分

2011-12-01 11:21 来源: 新浪科技
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ChemCam利用激光分析火星表面的物质,最大工作距离可达到23英尺

ChemCam利用激光分析火星表面的物质,最大工作距离可达到23英尺 

美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室,ChemCam项目组首席研究员罗杰-韦恩斯对这台仪器进行检查

美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室,ChemCam项目组首席研究员罗杰-韦恩斯对这台仪器进行检查

艺术概念图,展现了在火星表面执行探测任务的“好奇”号火星车

艺术概念图,展现了在火星表面执行探测任务的“好奇”号火星车

26日,美国宇航局的“好奇”号火星车搭乘宇宙神5型火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角的41号发射架发射升空,奔赴红色星球

26日,美国宇航局的“好奇”号火星车搭乘宇宙神5型火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角的41号发射架发射升空,奔赴红色星球

  据国外媒体报道,11月26日,美国宇航局“好奇”号火星车发射升空预计明年8月登陆火星。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

  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

  “好奇”号携带的钚罐同样由洛斯-阿拉莫斯实验室制造,负责为这辆火星车的核动力发电机提供燃料。钚罐是近50名研究人员和技术人员共同努力的结晶。“好奇”号携带的发电机名为“同位素温差发电机”(以下简称RTG),发电量是过去的火星车的几倍,满足“好奇”号的用电需求。由于体积超过以往的火星车,“好奇”号能够携带更为先进的载荷,让安装RTG成为一种可能。

  26日,美国宇航局在佛罗里达州发射“好奇”号火星车。宇航局的“海盗”号35年前登陆火星,现在已经没有“生命迹象”。科学家希望携带更先进仪器的“好奇”号能够上演更令人吃惊的发现。宇航局火星探索计划负责人道格-麦克奎斯逊表示:“‘好奇’号是迄今为止登陆另一颗行星表面的体积最大且最为复杂的探测器。”在飞行近3.54亿英里(约合5.69亿公里)之后,“好奇”号预计于2012年8月5日在火星表面着陆。“好奇”号任务耗资 25亿美元,其中一个首要任务是寻找科学家在火星空气中探测到的甲烷。这辆火星车将在红色星球跋涉大约98周,相当于一个火星年。