祝融号在火星“打洞”:发射百万瓦强激光脉冲,目标瞬间气化


祝融号在火星“打洞”:发射百万瓦强激光脉冲,目标瞬间气化


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祝融号在火星“打洞”:发射百万瓦强激光脉冲,目标瞬间气化


本月中旬 , 中科院国家空间科学中心发布消息 , 祝融号火星车在火星乌托邦平原发现含水矿物 , 此前人类部署火星的遥感卫星也曾多次探测到火星有水的信息 , 但这些都是间接证据 , 而祝融号的此次发现是国际首次 , 也为未来实施基于火星资源保障的载人登火工程奠定了基础 。

祝融号火星车全景相机对车尾方向成像
祝融号发现火星含水矿物的载荷是“红外光谱仪” , 科研人员结合短波红外光谱和导航地形相机数据发现了富含含水硫酸盐等矿物的岩化板状硬壳层 , 这可能是由地下涌溢或者毛细作用蒸发结晶出的盐类矿物胶结了火星土壤后经岩化作用形成 。

祝融号全景相机拍摄的火星岩石
此次发现也证明在地外天体探测中 , 不同地点的科学考察可以获得更加丰富且有价值的信息 。
再以月球为例 , 虽然NASA阿波罗登月工程实施了6次成功的登月任务 , 获得了大量的月球样本 , 但其所获得的信息仍然有限 , 而我们通过嫦娥五号月球采样返回任务的科学研究证明了月球地质寿命还可以延长10亿年 , 由此可见在人类探测地外天体的工作中的科学认知误差有多大 。 基于此 , 嫦娥探月工程后续还将实施第二次月球采样返回任务“嫦娥六号” , 以实现月球不同点采样的目标 , 届时人类对于月球的认识还将再次更新 。

嫦娥五号月面采样
月球很大、火星也很大 , 它们完全容得下太平洋两岸的两个主要玩家 , 这也是为什么别人上去了我们也必须上去的价值与原因所在 。
祝融号火星车重约240公斤 , 其总体规模超越了NASA的勇气号与机遇号 , 是人类部署火星最大规模的太阳能动力火星车 , 配置有人类首次应用于火面巡视探测的主动悬架系统 , 六轮驱动 , 具备蟹行移动、原地转向、尺蠖运动、抬轮行进等一系列高难度移动功能 , 复杂地形适应力强 。

分离相机拍摄的祝融号火星车
作为我国在火星表面部署的唯一科学资产 , 祝融号除了具备优异的行进能力 , 也配置了尽可能全面的科学探测设备 , 该星球车总计部署了6台科学载荷 , 分别是 , 全景导航地形相机、多光谱相机、火星车次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪 。
唯一的遗憾是受限于整体规模 , 不能配置机械臂 。 我国部署地外天体的三辆星球车中 , 只有玉兔号配置有机械臂 。
车载机械臂可以用于抵近星体表面进行细致探测 , 也可以抓取样本放入设备中进行研究分析 。

玉兔号月球车投放的车载机械臂
祝融号虽然没有机械臂 , 但它却有一款高能设备可以在火星表面“打洞” , 它就是6台科学载荷中造价最高昂的“火星表面成分探测仪” , 它属于矿物类探测设备 , 前文所述发现含水矿物的“红外光谱仪”便是“火星表面成分探测仪”的组成部分 。
火星表面成分探测仪具备“激光诱导击穿光谱探测(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy LIBS)”功能 , 同时兼具“短波红外光谱”和“显微成像”功能 。

表面成分探测仪的“二维指向镜”与“光学探头”
LIBS激光诱导击穿光谱探测指的是发射高能激光至火星表面探测目标 , 通过高温烧蚀目标 , 使其直接气化 , 然后探测气化过程中产生的光谱 , 光谱特征就如同人的指纹一样具备独一性 , 因而可以据此判断探测目标的元素组成与矿物类别 。
祝融号可发出瞬时功率百万瓦的强激光脉冲 , 被照射的目标瞬间就能被加热到上千摄氏度 , 作用距离最远可达10米 , 被照射目标可产生约0.2毫米的孔洞 。

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