就在今天,中国首次自主火星探测任务“天问一号”在海南文昌发射基地顺利升空。到达火星后,火星车就将在火星表面进行探测作业,将之外的所见所闻传回地球,帮助我们认识火星,了解火星。此次火星探测任务背后,也凝聚着上海科学家的智慧。
今天中午,长征五号运载火箭将搭载的天问一号探测器顺利送入预定轨道,我国的首次探"火"之旅,迈出坚实一步。
"天问1号"探测器上装载了13种载荷,将帮助它完成一系列火星探测任务。其中有两件,来自中科院上海技物所。
装载在火星车的最前端的这个表面成分探测仪,能够辨认出火星表面物质的成分。科学家会先通过导航相机选择感兴趣的土壤、矿物、岩石等目标,接到指令后,探测仪就会在第二天中午,温度较为适宜的时刻"苏醒",随后自动对准目标释放激光。
上海技物所研究员徐卫明介绍:“激光聚焦后激发出等离子体,然后它的原子谱线就会释放出来,这些谱线,就相当于物质的指纹一样,通过得到这些‘指纹’谱线,就可以知道这些物质到底是由什么组成的。”
因为探测需要,探测仪最精密的光学部分,必须放在火星车的舱外,因此研究员首先得想办法让探测仪能"扛过"火星夜晚零下130度的极限低温。“包括从特殊的材料选择、光学设计、足够的冗余度做了很多的实验,从初样到正样,做了大量的环境适应性的实验。”徐卫明说。
另外一件载荷火星矿物光谱分析仪,体重不到10公斤,是同类载荷中最轻巧的,它同时携带多个"眼睛",在远离地球4亿公里的火星轨道上,仍能自我校准。如果说火星车上的表面成分探测仪是从局部、微观的视角认识火星,那么这台分析仪,则能从更宏观的视角,获取火星表面物质成分的科学数据。
上海技物所研究员何志平告诉看看新闻Knews记者:“我们眼睛只感应一小段,400到760纳米,这个仪器可以感应到400到3400纳米,一般来说有干冰,可能有水冰,还有一些碳酸盐、硅酸盐、矿产这块,都能探测。”
随着"天问一号"顺利升空,在上海松江天马山下,"天马望远镜"也即将启动观测。VLBI测轨分系统由北京站、上海站、昆明站和乌鲁木齐站,以及位于上海的VLBI指挥调度和数据处理中心组成。这样一个网所构成的望远镜分辨率,相当于口径为3000多千米的巨大射电望远镜,为"天问一号"保驾护航。
中科院上海天文台研究员刘庆会介绍:“我们既知道它的距离,又知道它的速度,还知道它的方向,这三个数据综合起来,我们可以精确地得出探测器本身的轨道,为探测器进行导航。”
火星最远时距离地球4亿公里,是地月距离的1000倍,利用这套VLBI测轨分系统,测轨人员会时刻关注实时传回的信号,帮助"天问一号"漫长旅途"不偏轨"。
这次的火星探测就像长跑,一系列任务将持续到2021年。为此,中科院组建了一支由133位技术人员组成的试验队,新研发了数十套分布于4个测站和VLBI中心的软硬件,来保障我国迄今最复杂的一次深空探测任务。
中科院上海天文台研究员洪晓瑜告诉看看新闻Knews记者:“我们在一些局部做了一些升级改造,使得我们测量精度能满足火星的要求,从嫦娥一号到现在,测量精度提高了一个量级。”
从嫦娥系列探月之旅,到"天问一号"奔赴火星。上海科学家的智慧,始终在助力我国向更高远的深空探测目标前进。
上海技物所副所长、研究员舒嵘表示:“仪器还没上天,就围绕这个设备的数据将来怎么能有很好的科学产出做研究工作,我们国家的下一步实际上是小行星探测,还有就是走得更远一点,可能要飞越木星。”
预计在地火转移轨道飞行约7个月后,天问一号探测器将到达火星附近,通过"刹车"完成火星捕获,进入环火轨道,并择机开展着陆、巡视等任务,进行火星科学探测,它将为我们带来哪些来自火星的秘密,让我们共同期待。
(看看新闻Knews记者:张帼霞 实习编辑:程玲)
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