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今年夏天,也就是7月中旬到8月初,“火星2020”探測器將會發射,並在2021年2月到達火星。一旦它在傑澤羅隕石坑著陸,它將繼續它的前輩——好奇號火星車的足跡。這將包括尋找火星過去宜居性和可能存在生命(過去和現在)的證據,以及樣本返回任務。

為了完成這些任務,2020年的火星探測器將依靠一套先進的儀器。其中一個是超級攝像頭,它包括一個攝像頭、一個鐳射和光譜儀,安裝在探測器的桅杆(或“頭”)上。一旦投入使用,這個儀器將被用來研究火星岩石的化學和礦物學,並(如果幸運的話)找到火星上微生物生命化石的證據。

即將到來的火星任務的麥克風將被安裝在超級攝像機上,如圖所示,用鐳射轟擊岩石。

超級攝像機是“火星2020”漫遊者使用的七個裝置之一,它將通常幾個相當大的裝置組合成一個包裝袋,這個包裝袋的大小基本上相當於一個麥片盒。它本質上是“好奇號”化學相機的下一代版本,將照相機、鐳射和光譜儀組合成一個單一的儀器,能夠識別岩石和土壤的化學成分和原子結構。

另一個有趣的特性是化學相機的紅外鐳射束,它可以將岩石和土壤樣品加熱到最高10000°C(18000°F)的溫度,這種方法被稱為鐳射誘導擊穿光譜(LIBS)。這種鐳射能夠在7米(20英尺)的距離內蒸發岩石和土壤,同時儀器的照相機和光譜儀分析產生的蒸汽,以了解它的化學組成。

“火星2020”的桅杆,或“頭”,包括一個稱為超級凸輪的鐳射儀器,可以蒸發岩石材料和研究產生的等離子體。

這將使研究人員能夠識別那些原本是探測車及其機械臂無法接觸到的礦物。特別令人感興趣的是在有水存在的情況下形成的礦物(粘土、碳酸鹽和硫酸鹽),預計在傑澤羅隕石坑中含量豐富。很像蓋爾環形山(好奇號在2012年降落的地方),這個環形山被認為曾經有流動的水在裡面(正如古老的河流三角洲所顯示的那樣)。

超級攝像頭對巖芯樣本的選擇也至關重要,巖芯樣本將被新增到漫遊者的樣本快取系統中。這些樣本將被收集在金屬管中,並被放置在預定的位置,以便未來的任務檢索並帶回地球。和化學攝像機一樣,超級攝像機將在任務控制器不可用時使用人工智慧來尋找值得分析的目標。

然而,2020年火星探測器使用的人工智慧將是一個升級版本,允許超級攝像頭非常精確地對準小岩石特徵。另一個新特性是綠色鐳射,它可以通過激發表面物質的化學鍵(即拉曼光譜)來確定它們的分子組成。超級相機還將能夠利用太陽反射的可見光和紅外線(VISIR)光來發現特定型別的礦物。

超級攝像機還包括一個麥克風,這樣科學家們就能在鐳射擊中目標時聽到由此產生的砰砰聲。根據岩石的物質屬性,這種聲音會發生微妙的變化。正如超級攝像機科學團隊成員、天體物理與行星科學研究所(IRAP)研究員所解釋的那樣:麥克風的實際用途是告訴我們一些關於火星上的岩石目標的位置,但我們也可以用它來直接記錄火星地貌的聲音,或者是探測車桅杆旋轉的聲音。

火星2020任務將第三次麥克風這個特殊的設計傳送到火星,前面被火星極地登陸者號/深空2任務(1999年墜毀在火星表面)和鳳凰號)(2008),它遭受了電氣問題阻止它使用麥克風。

“火星2020”任務還將配備一個入口、下降和著陸麥克風,它將捕捉EDL模組下降穿過火星大氣層時產生的聲音。它錄製的音訊還將被新增到漫遊者相機拍攝的全綵視訊中,觀眾將首次體驗登陸火星的外觀和聲音。

如果2020年的火星探測器發現火星上有生命存在的證據(無論是化石還是生物),你可以打賭這個發現一定會有驚喜!

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