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        深度揭秘好奇號火星車搭載的科學儀器

        作者: 時間:2013-11-12 來源:網絡 收藏


        ChemCam包含的三個光譜分析儀由海洋光學(Ocean Optics)提供,據該公司的Rob Morris介紹,基于HR2000型號的光譜分析儀經過了較大的定制改造,以達到更好的空間利用率。ChemCam的三個光譜儀分別能檢測三個不同波段的光譜:240.1-342.2納米的紫外波段(UV);382.1-469.3納米的紫光波段(VIO);474.0-906.5納米的可見光以及近紅外波段(VNIR)。飛行外殼采用了鈹金屬來制作,三個光譜儀被去除頂蓋后疊在一起,都是為了減輕整體重量。

        溫度控制也需要一些技巧。具有極低導熱性的鈦金屬被用來制作安裝腳,以此提升光譜儀的絕熱性能。光譜儀的側面通過聚酰亞胺膠帶貼著外壁,另外一層膠帶被貼在了的內壁,用來增加兩個表面的熱傳導,借助凌晨時外壁的低溫來進一步冷卻光譜儀,直到外壁被日光照熱。額外的熱電制冷裝置也被加裝于系統中,以便進一步控制光譜儀的溫度。

        定制CCD相機

        ChemCam采用了由e2v公司提供的三個CCD相機,分別用于三個光譜儀。(該公司還提供了一個CCD相機用于火星車的另一個CheMin粉末X射線衍射

        三個CCD相機基于該公司的標準4210產品,其表面根據對應的不同光譜范圍而分別進行了鍍膜處理:掃描UV波段的CCD鍍了普通商用紫外增透膜,掃描VIO波段的CCD鍍了增強型寬帶膜,掃描VNIR波段的CCD鍍了全定制膜。

        該項目經理Wolfgang Suske介紹,第三個CCD相機是4210產品的全新版,它采用了漸變式增透鍍膜,也就是說,CCD的不同區域的鍍膜厚度是不同的,對不同波長的反射與位置相關,從而可以調整適應以達到該波段的最優性能。這項創新主要用來解決標準具效應帶來的問題,標準具效應是指CCD探測器因其內部的干涉效應而對不同波長會有不同的響應,在450納米以上的波段,這個問題會更明顯。在VNIR CCD探頭上使用漸變式增透鍍膜后,探測器上的每個像素欄就能與波長相匹配了。

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        商業價值

        如e2v公司的Suske所說,在行星項目研發中出現的具有突破進展的鍍膜技術,正是合同價值所在。

        海洋光學將繼續與美國宇航局和其他太空機構保持緊密合作。Morris表示,該公司在各種項目中的貢獻包括:對在太空中飛行的火箭監測,月球表面監測,以及各種非太空探索項目中推進科學發展的應用。

        Thales研發的ChemCam激光器還沒有找到直接的商業應用。Durant表示,盡管LIBS應用已經很普及很有用,但是考慮到激光器高昂的價格并且難以降低成本,這種太空應用激光器還并不具有對普通市場的較好適應性。在Thales內部體現出很強的協作精神,并且他們對該LIBS系統成功應用于火星探測感到非常自豪。

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        CHEMCAM Mast Unit

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