“火星”首次火星探测任务成功 两光谱载荷变身“天问一号”双眼

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6月11日，国家航天局公布了天问一号探测器着陆火星首批科学影像图。包括“着巡合影”、“中国印迹”和着陆点全景、火星地形地貌等内容在内的影像图公开展示在人们面前，标志着我国首次火星探测任务圆满成功。

作为与地球环境最为相似的类地行星，火星是除月球之外，人类探索宇宙的初期的主要目标。无论是对比研究地球演变还是寻找地外生命，火星都有着难以取代的价值。从1964年“水手4号”火星探测器发射开始，人类已经进行了50多次火星探测活动，而天问一号任务是我国首次开展的火星探测活动。去年7月23日成功发射后，“天问一号”探测器成功飞往火星并离轨着陆，而后“祝融”号火星车也成功开始巡视探测。至此，天问一号一步实现“绕、着、巡”目标。

为完成火星探测目标，探测器上配置了多种科学载荷，包括环绕器上的矿物光谱分析仪、磁强计、中分辨率相机、高分辨率相机等7台载荷和火星车上的多光谱相机、表面成分探测仪、次表层探测雷达、地形相机等6台载荷。其中，在获取火星科学影像图的过程中居功甚伟的无疑是环绕器上的火星矿物光谱分析仪和火星车上的火星表面成分探测仪。

火星矿物光谱分析仪通过多元高光谱与多光谱成像两种模式，在与运动中对火星表面目标区域进行光谱遥感探测，分析目标区域的矿物组成和分布。光谱遥感探测技术在地球上已经有了非常广泛的应用，包括农业生产管理、水质监测、地质考察等。火星矿物光谱分析仪运用了红外宽谱段轻型探测器组件、红外谱段背景抑制、宽谱段紧凑型高效分光等技术，覆盖0.378-3.425μm谱段，并且采用推帚式成像，可以同时看到576个谱段。

火星表面成分探测仪结合了主动激光诱导击穿光谱探测和被动短波红外光谱探测技术。主动激光诱导击穿光谱探测可以分析物质原子特征发射谱线的能力，而被动红外发射光谱可以对其分子振动光谱进行探测。这使火星表面成分探测仪不仅能够分析火星表面物质的化学元素组成，还可以识别火星表面矿物种类、岩石类型与分布特征。

激光诱导击穿光谱与X射线荧光、α粒子X射线光谱等传统的太空探测方式相比，拥有远程分析、改造探测目标表面、效率高等优势。早在2000年之前，NASA就在开展激光诱导击穿光谱在深空探测中的应用研究。与之相比，我国相关的研究工作起步较晚，但是进展却很快。本次搭载的火星表面成分探测仪是“主动激光诱导击穿光谱探测”第一次应用到太空，对于我国的太空探测技术来说，是一次不小的进步。

在首批科学影像图公布后，环绕器和祝融号火星车仍在继续工作，为科学家持续不断地带来火星的探测数据。火星矿物光谱分析仪、火星表面成分探测仪以及其他的科学载荷也在继续发挥它们的作用，成为探测器的眼睛，让我们更深入地了解那颗红色的星球。

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