天問一號(hào)成功發(fā)射 搭載適用火星探測的激光器 激光擊穿光譜儀

7月23日12時(shí)41分，中國首個(gè)火星探測器“天問一號(hào)”搭乘長征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭，在中國海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。作為中國首次執(zhí)行火星探測任務(wù)，“天問一號(hào)”的任務(wù)目標(biāo)是通過一次發(fā)射，實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測，獲取火星探測科學(xué)數(shù)據(jù)。根據(jù)計(jì)劃，經(jīng)過約200天的飛行后，探測器將抵達(dá)火星軌道，于2021年2月11-24日環(huán)繞火星運(yùn)行，并于2021年4月23日降落一臺(tái)火星車到火星表面，進(jìn)行時(shí)長90個(gè)火星日的探索工作。

今年七八月，短短幾周時(shí)間里，太陽、地球和火星成一條直線，地球與火星之間的距離最短，是火星探測器發(fā)射的最佳時(shí)機(jī)。如果錯(cuò)過，可能要再等26個(gè)月。阿聯(lián)酋的“希望”號(hào)已經(jīng)于7月20日發(fā)射升空，而歐盟及俄羅斯的ExoMars 2020已于今年3月宣布推遲到 2022 年發(fā)射。

火星探索航天工程凝聚了我國眾多科研單位的科技力量，是一次重要的技術(shù)成果展示和考驗(yàn)。其中，中科院下轄單位為本次天問一號(hào)的成功發(fā)射作出了重要貢獻(xiàn)，包括：中國科學(xué)院上海天文臺(tái)(以下簡稱上海天文臺(tái))、中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所(以下簡稱上海有機(jī)所)、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、中國科學(xué)院上海技術(shù)物理所(以下簡稱上海技物所)、中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所(以下簡稱上海光機(jī)所)等承擔(dān)了部分攻關(guān)工作。

還記得當(dāng)年“嫦娥”工程，激光技術(shù)以其準(zhǔn)直性能，為航天活動(dòng)提供了“激光眼“，那么本次激光技術(shù)又為“天問一號(hào)”參與做了哪些貢獻(xiàn)?

激光擊穿光譜儀

首先，激光展示了在儀器作用的功能，環(huán)繞器和火星車搭載了礦物光譜儀、高能粒子分析儀、等多種儀器。這些設(shè)備將幫助遠(yuǎn)在地球的科學(xué)家研究火星巖石、土壤和大氣的成分，更好地了解火星環(huán)境。

高能、高光束質(zhì)量脈沖激光器

此外，上海技物所與上海光機(jī)所通力合作，負(fù)責(zé)火星表面成分探測儀等的研制工作。上海光機(jī)所提供了相關(guān)的定制激光器。“是火星表面成分探測儀的關(guān)鍵組件。但此前國際上并沒有類似激光器的在軌報(bào)道。” 上海光機(jī)所研究員候霞說道。上海光機(jī)所歷時(shí)3年刻苦攻關(guān)，研制出低溫敏、高光束質(zhì)量全固態(tài)脈沖激光器。該激光器是國際上輸出能量最高、工作溫度最寬的火星探測激光器。經(jīng)各項(xiàng)測試，激光器的技術(shù)指標(biāo)滿足火星巖石成分探測需求。

上海技物所負(fù)責(zé)研制火星表面成分探測儀和火星礦物光譜分析儀兩臺(tái)有效載荷，分別在著陸巡視和火星環(huán)繞兩個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)火星表面元素與礦物成分開展科學(xué)探測，意在為天問一號(hào)打造一雙礦物成分分析的“慧眼”。