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文汇报|“上海元素”为我国首次探火保驾护航( 二 )


一双“慧眼”看火星
文汇报|“上海元素”为我国首次探火保驾护航
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火星矿物光谱分析仪实验室测试照片 。 （中科院上海技物所供图）
“天问一号”的火星环绕器和巡视器上 ， 分别搭载了上海研制的“红外眼”和“激光眼” ， 它们将在抵达火星轨道、火星车成功着陆后正式开机 ， 执行火星表面矿物成分分析的科学任务 。
火星车上 ， 会有一只伸出车身放激光的“眼睛” ， 凡是与这束激光接触到的矿物会瞬间气化 ， 变成一缕等离子体的“轻烟” 。 而这缕“烟”所发出的光谱 ， 就是火星表面成分探测仪用来获取物质元素成分和含量的重要样品 。 经过研发团队的巧妙设计 ， 这只“激光眼”可以探测氢氧元素 ， 帮助确定火星上是否有水存在 。
矿物成分探测设备已是火星车的“标配” ， 不过去火星上“拍照”难度非常高 ， 尤其设备要对抗火星昼夜高达160℃的温差 。 中科院上海技术物理研究所研究员徐卫明介绍 ， 科研人员想尽各种办法为仪器穿上“保温衣” 。 而中科院上海光学精密机械研究所则为火星表面成分探测仪研制了优质高效的激光器 。
上海技物所是此次任务中唯一承担了两个载荷研制的科研单位 。 另一个载荷——火星矿物光谱分析仪搭载在环绕器上 ， 采用推帚式成像、多元实时动态融合的总体方案 ， 同步实现轻小型、低功耗与高性能 ， 可获取火星表面可见光至中波红外宽谱段的光谱成像数据 。
天马指路“天问”探火
文汇报|“上海元素”为我国首次探火保驾护航
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位于上海松江的“天马望远镜”是VLBI测量网的“主力军” 。本报采访人员 袁婧摄
昨天 ， “天问一号”发射成功后 ， 上海松江天马山下的亚洲第一射电望远镜“天马望远镜”随即启动观测 ， 与乌鲁木齐、密云、昆明的射电望远镜一起 ， 组成甚长基线干涉测量网（VLBI） ， 为“天问一号”精确测定轨 ， 为它一路“导航” ， 随时提供保障 。
今年3月起 ， 上海天文台佘山园区就忙碌了起来 。 中国科学院上海天文台高级工程师刘庆会介绍 ， 为了胜任火星探测器测定轨任务 ， 全国VLBI共更新了40多套设备 ， 并为火星探测度身定制 ， 开发了相应软硬件 。
精准的频率信号对于VLBI观测来说至关重要 。 为此 ， VLBI测轨分系统团队为氢钟设计了校准系统 ， 可自动补偿电缆热胀冷缩对氢钟信号传输产生的影响 。
“我们还为参与VLBI观测的台站新安装了水汽辐射计 ， 可测量出大气造成的信号时延并将其扣除 。 ”刘庆会说 ， 这是火星探测任务中首次启用的新技术手段 ， 也是为了提高VLBI测量精度 。
从昨天开始 ， 整个VLBI团队的作息就与火星探测器紧紧关联在一起 。 目前 ， 望远镜可以观测到火星的时段是每天23点到次日11点 。 接下来 ， 观测时间每天都会提前几分钟 。 当“天问一号”探测器启动对火星的观测后 ， VLBI系统还将持续两年聆听来自火星的信号 。
在“天问一号”探测器飞向火星的过程中 ， 它将经历多次变轨 ， 最终被火星所捕获 。 在这长达七八个月的过程中 ， VLBI所提供的测轨数据 ， 对于每次变轨指令的准确下达都具有重要作用 。
“如果测轨有偏差 ， 那么点火时机、推力大小就会估算错误 ， 尤其在被火星捕获的关键时刻 ， 就会造成严重后果 。 ”刘庆会说 。
此后 ， 当火星车开始工作后 ， VLBI还将负责接收一些来自火星车的信号 ， 并对火星车进行定位 。 刘庆会透露 ， 当“天问一号”探测工作正常展开后 ， 他们将每周观测两次；而此前在关键弧段 ， 则维持每天观测12小时的频率 。
作者：史博臻许琦敏
编辑：范菁

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