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好奇號火星樣本分析儀（SAM）等星載星外探測設備線纜減重

發(fā)布日期：2021-03-17 作者：大連義邦科技瀏覽數(shù)：11674

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火星樣本分析儀SAM、化學與礦物學分析儀器、好奇號、火星探測車減重，導電纖維，星載星外探測設備線纜減重

火星探測車“好奇號”由美國（NASA）火星科學實驗室設計，主用于探索火星尋找生命證據(jù)的機器人，配有當時最先進的多種科學分析（ASM）儀器，用于現(xiàn)場對火星巖石，土壤和空氣等化學性質(zhì)的分析，并將數(shù)據(jù)通過通過無線電波與軌道器和DSN通信，最后傳回地球供科學家們分析。

好奇號車體大約有2米長，并使用7英尺長的機械手臂拾取研究巖石上的樣品。可以攜帶10種科學儀器的移動綜合科學平臺。它包括17個攝像頭，火星樣本分析儀（SAM）等，幫助它尋找火星是否存在水的證明和分析火星在是否具有有機物跡象的特殊巖石。

“好奇號”車體猶如電腦的“主板”，由SAM等多種獨立的儀器組合而成，分別是SAM、質(zhì)譜儀、氣相色譜儀和激光分光計。這些儀器負責搜尋構(gòu)成生命的要素——碳化合物。

其中火星樣本分析儀，又被稱為“化學和礦物學分析儀”（簡稱SAM），是此次火星探測的核心工作區(qū)域，好比是好奇號的心臟，SAM大概一個微波爐大小，重83磅（約38公斤），占“好奇號”自身總重量的一半左右。

火星探測車減重：SAM對于重量和狹小空間布線的要求極其苛刻。科學家們計劃對SAM導電纖維減重70%，為好奇號在火星移動可節(jié)省更多的動力獲得更大的機載設備空間，最終在其他重量已無法減去的情況下，找到了可將傳統(tǒng)金屬信號微波通訊傳輸?shù)木€束（防波套）減重80%以上的導電纖維新材料。其實早在2006年NASA就著手計劃采用具有柔性特點的金屬化高分子纖維絲，兼具纖維和金屬雙重性能，來替代傳統(tǒng)金屬絲線作為線束屏蔽層和防波套。因此，最終采用大連義邦Syscom纖維絲為解決方案，該材料具有低重量，耐彎曲，符合在僅“微波爐”大小空間內(nèi)反復布線的設計需求，非金屬基材比金屬絲減重80%，金屬鍍層牢固形成高強度，耐彎折的導電纖維。

SAM安裝在“好奇號”主車身內(nèi)，“好奇號”的機械手臂通過車外的一個進口將樣本送入SAM內(nèi)部。機械臂上有鉆頭和小勺子，對于巖石，它會用鉆頭獲取樣本；對于土壤，用小勺子就可以了。取得樣本后，機械臂上的篩子能夠把直徑大于150微米的顆粒剔除掉。完成這一步后，機械臂把樣本倒入“化學和礦物學分析儀”的入口漏斗，然后通過震動讓這些樣本進入到儀器里。

在“化學和礦物學分析儀”的內(nèi)部，有32個像襯衫紐扣一樣大的小盒子，它們是用來盛放樣本的。它們安裝在一個轉(zhuǎn)輪上，這樣就可以通過轉(zhuǎn)動輪子來讓任何一個小盒子位于X光的照射之下，以此來對比從地球攜帶的5個地球樣本進行現(xiàn)場分析。

“好奇號”總投資高達25億美元，是當時人類發(fā)射最昂貴的火星探測項目。“好奇號”因其強大而齊全的載荷裝備被賦予了火星“超級實驗室”的美譽。2021年“好奇號”的弟弟“毅力號”以及NASA其他的星載星外探測設備都用的同樣的方法對線纜進行減重，對于火箭運輸成本，傳輸帶寬，抗電磁干擾，可靠性等都有著極其嚴苛的要求，人類自第一臺望遠鏡開始，到遨游在地球上空的哈勃，再到不斷探宇宙深處的星外探測器，不斷再拓展人類的視野。相信在不遠的將來，人類即可探索更為廣闊的宇宙，不斷向太空邁進。

以下是整理后的好奇號先進的科學儀器簡要介紹：

1、桅桿相機（MastCam）：可以拍攝火星地形的彩色圖像和彩色錄像的相機。該儀器還用于研究火星景觀；

2、手持透鏡成像儀（MAHLI）：可以拍攝火星地形的彩色圖像和彩色錄像的相機。該儀器還用于研究火星景觀

3、阿爾法粒子X射線分光計（APXS）：一種光譜儀，用于測量巖石和土壤中化學元素的豐度。

4、化學與照相機（ChemCam）：一種儀器，使用激光使探測樣本汽化，然后再使用車載光譜儀分析其元素組成

5、化學與礦物學分析儀器（CheMin）：一種儀器，用于識別和測量火星上各種礦物的豐度。

6、火星樣本分析儀（SAM）：一整套儀器，用于搜索與生命相關的碳元素化合物；

7、輻射評估探測器（RAD）：高能輻射的儀器：測量質(zhì)子，各種元素的高能離子，中子和伽馬射線；

8、中子反照率動態(tài)探測器（DAN）：用于探測火星表面下的水和冰層；

9、火星車環(huán)境監(jiān)測站（REMS）：一種用于測量并提供有關火星天氣的每日和季節(jié)性報告的儀器。

10、火星降落成像儀（MEDLI）等；

本文意在傳播新材料資訊，文中圖片來自網(wǎng)絡。

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