天問一號成功發(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41分，中國首個火星探測器“天問一號”搭乘長征五號遙四運載火箭，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，“天問一號”的任務目標是通過一次發(fā)射，實現火星環(huán)繞、著陸和巡視探測，獲取火星探測科學數據。根據計劃，經過約200天的飛行后，探測器將抵達火星軌道，于2021年2月11-24日環(huán)繞火星運行，并于2021年4月23日降落一臺火星車到火星表面，進行時長90個火星日的探索工作。

今年七八月，短短幾周時間里，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)射的最佳時機。如果錯過，可能要再等26個月。阿聯酋的“希望”號已經于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，是一次重要的技術成果展示和考驗。其中，中科院下轄單位為本次天問一號的成功發(fā)射作出了重要貢獻，包括：中國科學院上海天文臺(以下簡稱上海天文臺)、中國科學院上海有機化學研究所(以下簡稱上海有機所)、中國科學院上海硅酸鹽研究所、中國科學院上海技術物理所(以下簡稱上海技物所)、中國科學院上海光學精密機械研究所(以下簡稱上海光機所)等承擔了部分攻關工作。

還記得當年“嫦娥”工程，激光技術以其準直性能，為航天活動提供了“激光眼“，那么本次激光技術又為“天問一號”參與做了哪些貢獻?

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。這些設備將幫助遠在地球的科學家研究火星巖石、土壤和大氣的成分，更好地了解火星環(huán)境。

高能、高光束質量脈沖激光器

此外，上海技物所與上海光機所通力合作，負責火星表面成分探測儀等的研制工作。上海光機所提供了相關的定制激光器。“是火星表面成分探測儀的關鍵組件。但此前國際上并沒有類似激光器的在軌報道。” 上海光機所研究員候霞說道。上海光機所歷時3年刻苦攻關，研制出低溫敏、高光束質量全固態(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。經各項測試，激光器的技術指標滿足火星巖石成分探測需求。

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