“好奇號”攜激光器上火星 人類邁出巨大一步
北京時間2012年8月6日13時33分,NASA證實好奇號已成功登陸火星。美國科學家稱,好奇號成功著陸是巨大的一步。這個探索器更大,更先進,能帶回更多有意義的數據。這次成功對NASA和合作伙伴意味很多。探索器上有很多先進儀器,能檢查火星上是否有生命體。并能從哲學和科學意義上解釋我們生命的意義,并能提出很多有趣的問題。此外,經濟角度而言也對美國很有意義,并能激勵美國年輕人成為科學家。
在火星表面,“好奇”號火星車將發射能量相當于100萬個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遙遠世界的生物信號,幫助科學家確定火星是否是一顆適于居住的星球。
“好奇”號共攜帶10種不同科學儀器,ChemCam只是其中之一。抵達火星之后,“好奇”號的化學與攝像機儀器(以下簡稱 ChemCam)將發射強激光脈沖,蒸發火星塵土,而后對光譜進行分析。ChemCam發射的強激光脈沖可以蒸發針頭大小的區域。這臺儀器還裝有激光器,用于觀測被蒸發的物質產生的等離子體閃光,并記錄下光線包含的顏色。一臺分光計隨后對這些光譜色進行分析,幫助科學家確定被蒸發物質的元素構成。
ChemCam可以向一個區域或者多個區域快速發射連續多激光脈沖,在火星表面取樣分析過程中賦予研究人員極大的靈活性。 ChemCam項目組首席研究員羅杰-韋恩斯表示:“ChemCam在設計上用于尋找輕元素、例如碳、氮和氧,所有這些元素都對生命至關重要。這一系統能夠立即發現火星表面的霜或者其他源中的水以及碳。碳是構成生命以及生命副產品的基本要素。由于具有這些功能,ChemCam成為‘好奇’號任務一個至關重要的組成部分。”
ChemCam可以分析整個可見光光譜以及紅外和紫外光譜,尋找周期表上的任何元素。ChemCam能夠對距離“好奇”號大約23英尺(約合7米)的區域進行探測。這臺儀器采用的技術由美國洛斯-阿拉莫斯國家實驗室研發,被稱之為“激光誘導擊穿光譜技術”(以下簡稱LIBS)。這項技術的核心是紅外線激光器――肉眼看不到紅外線――所發射的激光能量超過100萬個電燈,能夠聚焦一個微小區域,聚焦時間達到十億分之五秒。
在地球上,LIBS用于確定極端環境下的物體構成,例如核反應堆和海床。隨著“好奇”號任務的實施,這項技術第一次走出地球。法國國家太空研究中心負責制造ChemCam的激光器和望遠鏡。洛斯-阿拉莫斯國家實驗室則負責制造ChemCam的分光計和數據處理器,同時擔任這一項目的負責機構。
在“好奇”號登陸火星之后,洛斯-阿拉莫斯實驗室的操作人員將負責控制這臺儀器。此外,這家實驗室同樣參與“好奇”號的其他探測任務。洛斯-阿拉莫斯實驗室地球與環境學部門的戴夫-瓦尼曼是“好奇”號攜帶的另一臺儀器――化學與礦物學分析儀(以下簡稱CheMin)的副負責人。 CheMin會向樣本發射X射線,根據X射線的衍射確定礦物的晶體結構。“好奇”號的機械臂通過車外的一個進口將樣本送入CheMin進行分析。
“好奇”號攜帶的钚罐同樣由洛斯-阿拉莫斯實驗室制造,負責為這輛火星車的核動力發電機提供燃料。钚罐是近50名研究人員和技術人員共同努力的結晶。“好奇”號攜帶的發電機名為“同位素溫差發電機”(以下簡稱RTG),發電量是過去的火星車的幾倍,滿足“好奇”號的用電需求。由于體積超過以往的火星車,“好奇”號能夠攜帶更為先進的載荷,讓安裝RTG成為一種可能。(以上由武漢高能激光軟件部編輯整理與網絡 轉載請說明出處:www.gnlaser.com)
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