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深度揭秘好奇号火星车搭载的科学仪器

作者: 时间:2013-11-12 来源:网络 收藏


ChemCam包含的三个光谱分析仪由海洋光学(Ocean Optics)提供,据该公司的Rob Morris介绍,基于HR2000型号的光谱分析仪经过了较大的定制改造,以达到更好的空间利用率。ChemCam的三个光谱仪分别能检测三个不同波段的光谱:240.1-342.2纳米的紫外波段(UV);382.1-469.3纳米的紫光波段(VIO);474.0-906.5纳米的可见光以及近红外波段(VNIR)。飞行外壳采用了铍金属来制作,三个光谱仪被去除顶盖后叠在一起,都是为了减轻整体重量。

温度控制也需要一些技巧。具有极低导热性的钛金属被用来制作安装脚,以此提升光谱仪的绝热性能。光谱仪的侧面通过聚酰亚胺胶带贴着外壁,另外一层胶带被贴在了的内壁,用来增加两个表面的热传导,借助凌晨时外壁的低温来进一步冷却光谱仪,直到外壁被日光照热。额外的热电制冷装置也被加装于系统中,以便进一步控制光谱仪的温度。

定制CCD相机

ChemCam采用了由e2v公司提供的三个CCD相机,分别用于三个光谱仪。(该公司还提供了一个CCD相机用于火星车的另一个CheMin粉末X射线衍射

三个CCD相机基于该公司的标准4210产品,其表面根据对应的不同光谱范围而分别进行了镀膜处理:扫描UV波段的CCD镀了普通商用紫外增透膜,扫描VIO波段的CCD镀了增强型宽带膜,扫描VNIR波段的CCD镀了全定制膜。

该项目经理Wolfgang Suske介绍,第三个CCD相机是4210产品的全新版,它采用了渐变式增透镀膜,也就是说,CCD的不同区域的镀膜厚度是不同的,对不同波长的反射与位置相关,从而可以调整适应以达到该波段的最优性能。这项创新主要用来解决标准具效应带来的问题,标准具效应是指CCD探测器因其内部的干涉效应而对不同波长会有不同的响应,在450纳米以上的波段,这个问题会更明显。在VNIR CCD探头上使用渐变式增透镀膜后,探测器上的每个像素栏就能与波长相匹配了。

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商业价值

如e2v公司的Suske所说,在行星项目研发中出现的具有突破进展的镀膜技术,正是合同价值所在。

海洋光学将继续与美国宇航局和其他太空机构保持紧密合作。Morris表示,该公司在各种项目中的贡献包括:对在太空中飞行的火箭监测,月球表面监测,以及各种非太空探索项目中推进科学发展的应用。

Thales研发的ChemCam激光器还没有找到直接的商业应用。Durant表示,尽管LIBS应用已经很普及很有用,但是考虑到激光器高昂的价格并且难以降低成本,这种太空应用激光器还并不具有对普通市场的较好适应性。在Thales内部体现出很强的协作精神,并且他们对该LIBS系统成功应用于火星探测感到非常自豪。

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CHEMCAM Mast Unit

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