2022-11-03 19:41:26, 光电行业都会关注 北京卓立汉光仪器有限公司
在第三届“逐梦光电”国产分析仪器研制与应用研讨会上,来自中国科学院上海技术物理研究所万雄老师关于《火星表面物质光谱探测技术》的报告受到了大家的关注。火星离我们很远,但又似乎并不遥远,人类积极探索火星的脚步从未停止。2021年5月22日中国首辆火星车 “祝融号”,登陆火星并开始巡视探测。作为参加过“火星探测”、“嫦娥3号”等国家重大科研项目的资深专家,万老师在会后接受了卓立汉光《视点前沿》栏目组,北京卓立汉光仪器有限公司副总经理董磊的专访,为大家深度解读火星上的光谱探测技术。
万雄研究员采访现场照片
“祝融号”火星车上搭载了MarSCoDe的火星分析仪,使用LIBS对目标元素构成进行探测。基本原理是高能激光脉冲聚焦在目标表面上,由于聚焦点的能量密度比较大,瞬间的高温剥蚀产生高温蒸汽,蒸汽处于等离子状态,当高温等离子体冷却的时候,高能级的电子就会跃迁回到低能级,发射原子谱线,hV=E1-E0,E1是高能级的能量,E0是低能级的能量,h是普朗克常数,v是发射频率。不同频率对应不同原子能极差,通过测定发射波长可以判定原子构成,然后再根据谱线的强度得到元素的含量。
中国“祝融号”火星车(图片源于网络)
Q3:针对于远程Raman和LIBS,是否有工业应用的前景?您是否有计划和研究界以及工业界针对于远程探测有开展合作的打算与规划呢?
我们做科研不能闭门造车,需要和不同领域专家进行交流。比如石油领域,石油在反应釜中不同温度会有不同的化学反应,而反应釜处于高温状态,接触性测量是不现实的。这时候非接触式的远程测量,激光测量就可以满足这种要求。我们这种技术可以对行星、火星这种未知星球进行探测。同样在实验室中也可以应用远程技术进行原位实时检测,光学技术可以和不同领域不同专业研究人员需求结合,寻找合适的切入点。我们也在跟卓立汉光公司进行讨论,看能否在其他行业得到应用和推广,如果可以的话,那我们也是很开心的。
Q4:根据目前的研究数据,火星宜居吗?
我们国家科研管理部门去年有一个重点研发专项,也是颠覆性领域中的一个项目:研究火星的宜居性。因为现有人类能力有限,还不能脱离太阳系,而在太阳系内,目前火星是最接近地球的类地行星。我们也很荣幸作为合作单位拿到这个项目,利用许多国家发射的环绕火星作遥感探测的载荷,以及火星车上原位探测的载荷,收集起来的所有有关火星的数据并分析,就可以对火星的宜居性进行判断。比如35-40亿年前,被海洋覆盖,还有大气,是宜居的,但是随着时间演化宜居性逐渐降低,地球可能是走的反方向,一开始不宜居,后来宜居性越来越强。通过探测并把历史和现今进行对比,找到一些证据和规律,为未来地球的演化提供相应的参考信息。目前我们也在做宜居性和生命信号的探测,包括美国NASA“毅力号”火星车,落在一个陨石坑,据说就是古海洋的遗迹,还有三角洲,三角洲虽然已经干涸,但是不排除在地下深处会有古生物的残骸。
美国“毅力号”火星车拍摄的三角洲遗迹(图片源于网络)
日本“隼鸟2号”探测器拍摄的小行星“龙宫”(图片源于网络)
Q5:请您分享一下与卓立汉光的渊源和对国产仪器的期待。
我从2012年百人计划进入中科院系统,就瞄准国际前沿生物探测技术。实验室有很多购自卓立汉光的设备,至今还在正常工作。我们和卓立汉光的共同点是:卓立汉光是国产仪器先锋,我们也在做国产仪器,只是面向的对象不一样,卓立汉光面向广大的市场需求,我们面对的是国家特殊的需求。而我们采用的技术手段是共通的。我们也希望能通过与卓立汉光的合作,把实验室的仪器技术推广到市场中转换为产品,同为仪器人,让我们共同努力。
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