火星探測(cè)任務(wù)成功 兩光譜載荷變身“天問一號(hào)”雙眼
6月11日,國家航天局公布了天問一號(hào)探測(cè)器著陸火星首批科學(xué)影像圖。包括“著巡合影”、“中國印跡”和著陸點(diǎn)全景、火星地形地貌等內(nèi)容在內(nèi)的影像圖公開展示在人們面前,標(biāo)志著我國首次火星探測(cè)任務(wù)圓滿成功。
作為與地球環(huán)境最為相似的類地行星,火星是除月球之外,人類探索宇宙的初期的主要目標(biāo)。無論是對(duì)比研究地球演變還是尋找地外生命,火星都有著難以取代的價(jià)值。從1964年“水手4號(hào)”火星探測(cè)器發(fā)射開始,人類已經(jīng)進(jìn)行了50多次火星探測(cè)活動(dòng),而天問一號(hào)任務(wù)是我國首次開展的火星探測(cè)活動(dòng)。去年7月23日成功發(fā)射后,“天問一號(hào)”探測(cè)器成功飛往火星并離軌著陸,而后“祝融”號(hào)火星車也成功開始巡視探測(cè)。至此,天問一號(hào)一步實(shí)現(xiàn)“繞、著、巡”目標(biāo)。
為完成火星探測(cè)目標(biāo),探測(cè)器上配置了多種科學(xué)載荷,包括環(huán)繞器上的礦物光譜分析儀、磁強(qiáng)計(jì)、中分辨率相機(jī)、高分辨率相機(jī)等7臺(tái)載荷和火星車上的多光譜相機(jī)、表面成分探測(cè)儀、次表層探測(cè)雷達(dá)、地形相機(jī)等6臺(tái)載荷。其中,在獲取火星科學(xué)影像圖的過程中居功甚偉的無疑是環(huán)繞器上的火星礦物光譜分析儀和火星車上的火星表面成分探測(cè)儀。
火星礦物光譜分析儀通過多元高光譜與多光譜成像兩種模式,在與運(yùn)動(dòng)中對(duì)火星表面目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行光譜遙感探測(cè),分析目標(biāo)區(qū)域的礦物組成和分布。光譜遙感探測(cè)技術(shù)在地球上已經(jīng)有了非常廣泛的應(yīng)用,包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、地質(zhì)考察等?;鹦堑V物光譜分析儀運(yùn)用了紅外寬譜段輕型探測(cè)器組件、紅外譜段背景抑制、寬譜段緊湊型高效分光等技術(shù),覆蓋0.378-3.425μm譜段,并且采用推帚式成像,可以同時(shí)看到576個(gè)譜段。
火星表面成分探測(cè)儀結(jié)合了主動(dòng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜探測(cè)和被動(dòng)短波紅外光譜探測(cè)技術(shù)。主動(dòng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜探測(cè)可以分析物質(zhì)原子特征發(fā)射譜線的能力,而被動(dòng)紅外發(fā)射光譜可以對(duì)其分子振動(dòng)光譜進(jìn)行探測(cè)。這使火星表面成分探測(cè)儀不僅能夠分析火星表面物質(zhì)的化學(xué)元素組成,還可以識(shí)別火星表面礦物種類、巖石類型與分布特征。
激光誘導(dǎo)擊穿光譜與X射線熒光、α粒子X射線光譜等傳統(tǒng)的太空探測(cè)方式相比,擁有遠(yuǎn)程分析、改造探測(cè)目標(biāo)表面、效率高等優(yōu)勢(shì)。早在2000年之前,NASA就在開展激光誘導(dǎo)擊穿光譜在深空探測(cè)中的應(yīng)用研究。與之相比,我國相關(guān)的研究工作起步較晚,但是進(jìn)展卻很快。本次搭載的火星表面成分探測(cè)儀是“主動(dòng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜探測(cè)”第一次應(yīng)用到太空,對(duì)于我國的太空探測(cè)技術(shù)來說,是一次不小的進(jìn)步。
在首批科學(xué)影像圖公布后,環(huán)繞器和祝融號(hào)火星車仍在繼續(xù)工作,為科學(xué)家持續(xù)不斷地帶來火星的探測(cè)數(shù)據(jù)?;鹦堑V物光譜分析儀、火星表面成分探測(cè)儀以及其他的科學(xué)載荷也在繼續(xù)發(fā)揮它們的作用,成為探測(cè)器的眼睛,讓我們更深入地了解那顆紅色的星球。