电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 解析“好奇”号火星探测车上的电子科技 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-3-1 17:37 标题: 解析“好奇”号火星探测车上的电子科技

关键字：激光器光谱仪好奇号
如果让一名汽车推销员来推销“好奇”号，他也许会这么说：“ 好奇号配备精密摄像头、360度旋转式悬挂、机械式手臂、能让岩石蒸发的激光刀和钚燃料核动力系统，5500万公里以外遥控启动，最高车速每秒0.03米……”

解析“好奇”号火星探测车上的电子科技

采用西门子PLM Software

　　在“好奇号”开发过程中，NASA全程使用了SiemensPLM提供的产品生命周期管理软件进行数字化设计、模拟和虚拟组装。

　NASA在本次开发过程中，采取了SiemensPLMSoftware提供的解决方案。JPL实施了NX软件，作为端对端机械设计平台。NX为JPL提供了一个将CAD/CAM/CAE（计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助工程）完全集成的系统——用于开发探测器的机械部分。此外，JPL还利用Teamcenter软件为整个数字化生命周期的结构化产品与过程信息管理提供单一源。

拍摄相机大揭秘

　　火星科学实验室（MSL，又名“好奇号”）上装着两部相机。其中之一拥有一支34mm f/8镜头，可以覆盖15度视角场，CCD传感器分辨率1600×1200像素，拍摄照片分辨率1200×1200像素。另一台相机装有100mm f/10镜头，视角场5.1度，使用相同的传感器。

　　这两台相机均使用拜耳阵列CCD传感器，可以拍摄彩色照片。它们的滤镜经过调整，可以捕捉不同波长的光线。这两台相机还可以拍摄720p高清视频，360度全景照片，甚至使用两支镜头拍摄3D图像。因为文件数据量太大――约8GB，“好奇号”拍摄的照片不会立即传回地面，而是先以缩略图的形式回传。

激光技术

　　在火星表面，“好奇”号火星车将发射能量相当于100万个电灯的激光束确定这颗红色星球能否支持生命存在。除了激光束外，这辆火星车还将借助其他一系列装置寻找这个遥远世界的生物信号，帮助科学家确定火星是否是一颗适于居住的星球。

　“好奇”号共携带10种不同科学仪器，ChemCam只是其中之一。抵达火星之后，“好奇”号的化学与摄像机仪器(以下简称 ChemCam)将发射强激光脉冲，蒸发火星尘土，而后对光谱进行分析。ChemCam发射的强激光脉冲可以蒸发针头大小的区域。这台仪器还装有激光器，用于观测被蒸发的物质产生的等离子体闪光，并记录下光线包含的颜色。一台分光计随后对这些光谱色进行分析，帮助科学家确定被蒸发物质的元素构成。

　　ChemCam可以向一个区域或者多个区域快速发射连续多激光脉冲，在火星表面取样分析过程中赋予研究人员极大的灵活性。 ChemCam项目组首席研究员罗杰-韦恩斯表示：“ChemCam在设计上用于寻找轻元素、例如碳、氮和氧，所有这些元素都对生命至关重要。这一系统能够立即发现火星表面的霜或者其他源中的水以及碳。碳是构成生命以及生命副产品的基本要素。由于具有这些功能，ChemCam成为‘好奇’号任务一个至关重要的组成部分。”

　　ChemCam可以分析整个可见光光谱以及红外和紫外光谱，寻找周期表上的任何元素。ChemCam能够对距离“好奇”号大约23英尺(约合7米)的区域进行探测。这台仪器采用的技术由美国洛斯-阿拉莫斯国家实验室研发，被称之为“激光诱导击穿光谱技术”(以下简称LIBS)。这项技术的核心是红外线激光器――肉眼看不到红外线――所发射的激光能量超过100万个电灯，能够聚焦一个微小区域，聚焦时间达到十亿分之五秒。

　　在地球上，LIBS用于确定极端环境下的物体构成，例如核反应堆和海床。随着“好奇”号任务的实施，这项技术第一次走出地球。法国国家太空研究中心负责制造ChemCam的激光器和望远镜。洛斯-阿拉莫斯国家实验室则负责制造ChemCam的分光计和数据处理器，同时担任这一项目的负责机构。

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)