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LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在探測中作為超級相機(jī)

發(fā)布時(shí)間:2019-11-05 08:41:26         點(diǎn)擊:13781

       上個(gè)月美國宇航局(NASA)宣布在火星表面發(fā)現(xiàn)古老的有機(jī)物,以及火星大氣中甲烷的波動(dòng)。甲烷通常是通過生物過程產(chǎn)生的,所以火星上甲烷的季節(jié)性釋放可能是一個(gè)信號(hào),表明某些東西正在不斷地補(bǔ)充這種碳?xì)浠衔锏拿孛芄?yīng)。


       但在火星上并沒有發(fā)現(xiàn)生命。NASA在短時(shí)間內(nèi)也不會(huì)宣布在火星上發(fā)現(xiàn)生命。不是宇航局不關(guān)心,只是因?yàn)檫@些任務(wù)都沒有能力直接探測到火星過去或現(xiàn)在存在的生命。


洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的在職科學(xué)家Nina Lanza表示,火星大氣中有甲烷,而且不僅是持續(xù)在那里,它似乎是一種季節(jié)性的噴出。地球上的甲烷來自火山和生命,甲烷不會(huì)持續(xù)很長時(shí)間,大約一百年,所以當(dāng)在火星上看到甲烷時(shí),他們知道現(xiàn)在有一些東西在制造甲烷。火星上還沒發(fā)現(xiàn)生命,他們還在研究它,但這是一個(gè)重要的要追查的觀察結(jié)果。

Lanza是好奇號(hào)火星探測車上化學(xué)相機(jī)的研究團(tuán)隊(duì)成員之一,好奇號(hào)目前正在探索蓋爾環(huán)形山的古老湖床。化學(xué)相機(jī)有兩個(gè)組成部分:一個(gè)激光器和一個(gè)光譜儀。激光使巖石樣品蒸發(fā),而光譜儀則尋找蒸發(fā)的殘骸中某些元素的痕跡。她表示,這樣可以實(shí)際看到分子的組成原子,所以可用以尋找是否有碳,氫,磷,氮。每一個(gè)元素都存在于地球上的生命中,但是化學(xué)相機(jī)無法了解每一個(gè)元素是如何相互作用形成分子的。因此它可以測到氫和碳,但是不能分辨出這兩個(gè)是否成對。

這也意味著,化學(xué)相機(jī)只能尋找生命中最基本的成分。即便好奇號(hào)周圍的環(huán)境在某一時(shí)刻完美適合生命,它也不能確認(rèn)火星上是否存在生命。蓋爾環(huán)形山是一個(gè)絕對適宜居住的環(huán)境,只是我們不知道它是否有生命居住。雖然如今不太可能(也不是不可能)有什么,但在遙遠(yuǎn)的過去可能有生命。

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幸運(yùn)的是,NASA在這個(gè)星球上的行為能力即將擴(kuò)大。“火星2020”探測器將會(huì)擁有一個(gè)全新、增強(qiáng)版的“超級相機(jī)”。 普通化學(xué)相機(jī)可以提取元素,但超級相機(jī)將在其最終著陸點(diǎn)獲取分子的關(guān)鍵痕跡。這意味著它將能夠識(shí)別出更復(fù)雜的有機(jī)物而不是單個(gè)的元素。利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS),它將能夠得到關(guān)于還沒有蒸發(fā)的巖石的粗略信息。并且這個(gè)探測器還有一個(gè)傳聲器,不僅用來聆聽火星生物,還能從LIBS發(fā)出的聲音得到目標(biāo)的信息。

Lanza表示,當(dāng)發(fā)射激光的時(shí)候,它實(shí)際會(huì)發(fā)出“咻咻”聲,聲音根據(jù)材料和是否穿過巖石涂層而變化,這會(huì)讓我們更好地解讀數(shù)據(jù)。

NASA并不是唯一一個(gè)搜尋地外生物的國家。歐洲航天局(ESA)和俄羅斯航天局也聯(lián)合進(jìn)行火星生命任務(wù)。其中一半已經(jīng)到達(dá)火星,不過斯基亞帕雷利號(hào)著陸器失敗了。另一半將在2020年7月發(fā)射。這個(gè)探測器將會(huì)深入火星表面,收集樣本,并測試它們是否有高級有機(jī)物的證據(jù),它不會(huì)僅確認(rèn)過去存在的生命,而是采取比以往都要大的步驟。

火星2020將收集火星表面樣本,但它會(huì)將其儲(chǔ)存起來,以便將來進(jìn)行檢索。NASA在火星2020探測器之后的未來發(fā)展還不清楚,但是NASA有一個(gè)目標(biāo)是在本世紀(jì)30年代將人類送上火星。一旦人類踏上火星表面,那對過去或現(xiàn)在存在的生命的確認(rèn)就會(huì)來得更快。人類可以操作一個(gè)顯微鏡或一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,完成比漫游車更高級的實(shí)驗(yàn),而漫游車因與地球的通信延遲6到24分鐘,所以目前范圍是有限的。(來源來自火星科普)

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