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LIBS激光诱导击穿光谱技术在探测中作为超级相机

发布时间:2019-11-05 08:41:26         点击:707

       上个月美国宇航局(NASA)宣布在火星表面发现古老的有机物,以及火星大气中甲烷的波动。甲烷通常是通过生物过程产生的,所以火星上甲烷的季节性释放可能是一个信号,表明某些东西正在不断地补充这种碳氢化合物的秘密供应。


       但在火星上并没有发现生命。NASA在短时间内也不会宣布在火星上发现生命。不是宇航局不关心,只是因为这些任务都没有能力直接探测到火星过去或现在存在的生命。


创想仪器 洛斯阿拉莫斯国家实验室的在职科学家Nina Lanza表示,火星大气中有甲烷,而且不仅是持续在那里,它似乎是一种季节性的喷出。地球上的甲烷来自火山和生命,甲烷不会持续很长时间,大约一百年,所以当在火星上看到甲烷时,他们知道现在有一些东西在制造甲烷。火星上还没发现生命,他们还在研究它,但这是一个重要的要追查的观察结果。

Lanza是好奇号火星探测车上化学相机的研究团队成员之一,好奇号目前正在探索盖尔环形山的古老湖床。化学相机有两个组成部分:一个激光器和一个光谱仪。激光使岩石样品蒸发,而光谱仪则寻找蒸发的残骸中某些元素的痕迹。她表示,这样可以实际看到分子的组成原子,所以可用以寻找是否有碳,氢,磷,氮。每一个元素都存在于地球上的生命中,但是化学相机无法了解每一个元素是如何相互作用形成分子的。因此它可以测到氢和碳,但是不能分辨出这两个是否成对。

这也意味着,化学相机只能寻找生命中最基本的成分。即便好奇号周围的环境在某一时刻完美适合生命,它也不能确认火星上是否存在生命。盖尔环形山是一个绝对适宜居住的环境,只是我们不知道它是否有生命居住。虽然如今不太可能(也不是不可能)有什么,但在遥远的过去可能有生命。

LIBS激光诱导击穿光谱技术在探测中作为超级相机

LIBS激光诱导击穿光谱技术在探测中作为超级相机

幸运的是,NASA在这个星球上的行为能力即将扩大。“火星2020”探测器将会拥有一个全新、增强版的“超级相机”。 普通化学相机可以提取元素,但超级相机将在其最终着陆点获取分子的关键痕迹。这意味着它将能够识别出更复杂的有机物而不是单个的元素。利用激光诱导击穿光谱(LIBS),它将能够得到关于还没有蒸发的岩石的粗略信息。并且这个探测器还有一个传声器,不仅用来聆听火星生物,还能从LIBS发出的声音得到目标的信息。

Lanza表示,当发射激光的时候,它实际会发出“咻咻”声,声音根据材料和是否穿过岩石涂层而变化,这会让我们更好地解读数据。

NASA并不是唯一一个搜寻地外生物的国家。欧洲航天局(ESA)和俄罗斯航天局也联合进行火星生命任务。其中一半已经到达火星,不过斯基亚帕雷利号着陆器失败了。另一半将在2020年7月发射。这个探测器将会深入火星表面,收集样本,并测试它们是否有高级有机物的证据,它不会仅确认过去存在的生命,而是采取比以往都要大的步骤。

火星2020将收集火星表面样本,但它会将其储存起来,以便将来进行检索。NASA在火星2020探测器之后的未来发展还不清楚,但是NASA有一个目标是在本世纪30年代将人类送上火星。一旦人类踏上火星表面,那对过去或现在存在的生命的确认就会来得更快。人类可以操作一个显微镜或一个实验室,完成比漫游车更高级的实验,而漫游车因与地球的通信延迟6到24分钟,所以目前范围是有限的。(来源来自火星科普)

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