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长光格瑞光谱仪在火星探测中的应用
2018-06-13

火星是地球上人类可探索的最近的行星,火星具有很多与地球相似的特性,并且有水和生命的痕迹,因此对于火星的探索成为人类在太空研究中重要的一部分。目前人类在火星的探索目标主要集中在以下几个方面:


 侦查并描述出火星探测器着陆区域的地域性质;

 对火星历史可居性进行调查;

 评估火星环境是否有生物存在的潜力;

 检测火星上尘埃、地质中所含的元素,特别是有毒的物质。

2012年8月6日,采用长光格瑞光谱仪搭建的LIBS系统随着美国宇航局(NASA)的“好奇”号探测车正式登陆火星,开始了为期两年的火星探险之旅。



LIBS 的工作原理是将激光脉冲打至样品上,造成原子处于激发状态,恢复基态时会发出等离子光谱,不同元素发射出的等离子体谱线具有元素的特征波长,可以用于分析元素组成。



采用激光诱导击穿光谱(LIBS)方法三套模块化的HR2000高分辨微型光纤光谱仪对火星岩石和土壤成分进行分析。三台光谱仪配置的波长范围分别为240-336nm,380-470nm,470-850nm。由于许多元素的谱线分布涵盖以上三台光谱仪的光谱范围,因此使得光谱仪的设计上得以简化。


当地时间8月19日,美国宇航局的“好奇”号火星车,首次在火星上发射激光,从其携带的LIBS系统向一块被称为“加冕”的拳头大小的石头发射激光束,用于获取火星岩层中的元素信息,该系统中的LIBS采样距离是2-13m,探测半径为0.5-1m,可分析的元素多达50余种,分析时间小于1s。



研究人员反馈,从火星探测车返回的数据比曾在地球上进行试验获得的数据更棒,内容更丰富,未来有望从数千目标物研究中获得重大发现。