據(jù)美國太空團(tuán)體網(wǎng)站近日報道 安裝在“好奇”號火星漫游車上的“化學(xué)與攝像機”（ChemCam）儀器可以利用激光擊碎巖石，該激光的能量足以將巖石表面針頭大小的部分激成發(fā)光的離子氣體。之后，ChemCam會通過望遠(yuǎn)鏡觀測閃現(xiàn)的光亮，并通過分析光譜范圍來確定目標(biāo)的化學(xué)元素。

ChemCam可探測到漫游車周圍半徑7米范圍內(nèi)的巖石或土塊的信息。這些信息將幫助漫游車團(tuán)隊研究漫游車所處的環(huán)境，并選擇鉆孔或鏟取的目標(biāo)，使用漫游車上的其他儀器進(jìn)行進(jìn)一步分析。通過在漫游車上的10個科學(xué)儀器，漫游車團(tuán)隊將評估在漫游車著陸地區(qū)是否存在適于微生物生活以及保留生命存在過證據(jù)的環(huán)境。NASA將于2011年下半年發(fā)射“好奇”號以及飛行系統(tǒng)的其他部分。該飛行系統(tǒng)將于2012年8月將漫游車送至火星表面。

韋恩斯（Wiens）是美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室的地球化學(xué)家，也是ChemCam的首席研究員。他所領(lǐng)導(dǎo)的由美國和法國成員組成的團(tuán)隊，在2004年NASA舉行的參與火星科學(xué)實驗室計劃公開賽期間提出了ChemCam儀器建議，該儀器現(xiàn)已被安排在了“好奇”號漫游車上。

研究人員準(zhǔn)備對ChemCam進(jìn)行試驗

1997年，韋恩斯在構(gòu)思使用激光器探測月球期間，拜訪了在某化學(xué)實驗室工作的同學(xué)戴維·克萊莫斯（Dave Cremers）�？巳R莫斯在實驗室中制造了一個雪茄大小的由小型9伏特無線電電池供電的激光器，并用其指向房間另一側(cè)的巖石。克萊莫斯按下電鈕，激光器發(fā)出不可見的光束，在房間另一側(cè)的巖石上激起閃光。該閃光是由激光能激發(fā)巖石上的原子而生成的離子氣體或等離子體。一架指向發(fā)光等離子體的光譜儀根據(jù)不同波長記錄光的強度，從而確定巖石的原子成分。

研究人員使用激光器誘發(fā)等離子體的歷史已有幾十年了。而克萊莫斯應(yīng)用如此低電壓的能量源以及如此緊湊的硬件進(jìn)行的演示給韋恩斯留下了深刻印象。韋恩斯認(rèn)為將這種技術(shù)用在另一個星球的機器人上看起來可行。從這個想法出發(fā)，經(jīng)過十余年的國際開發(fā)和試驗，他們造就了于2010年9月安裝在“好奇”號上的ChemCam。

韋恩斯表示，激光引起的光譜分解是ChemCam的核心技術(shù)。其中的原理就是將大量的能量在幾納秒（十億分之一秒）的時間內(nèi)傾注在很小的面積上（每平方毫米幾百萬瓦特）。激起的閃光通過儀器上的望遠(yuǎn)鏡傳回ChemCam，望遠(yuǎn)鏡通過光導(dǎo)纖維將光線向下引至三個位于漫游車內(nèi)部的光譜儀。光譜儀將按照6144種不同紫外光、可見光和紅外光波長記錄光的強度。目標(biāo)中不同化學(xué)元素會發(fā)出不同波長的光。如果巖石表面附有灰塵或已被風(fēng)化，激光器可進(jìn)行多次發(fā)射以去除那部分表層；從而再進(jìn)行射擊，以弄清巖石的內(nèi)部構(gòu)成。

早期的火星漫游車任務(wù)缺乏確認(rèn)像碳、氧、氫、鋰、硼這些輕元素的方法，這些元素可以提供過去巖石形成或變化所處環(huán)境條件的線索。NASA的“勇氣”號火星漫游車于2005年考察了叫做“科曼奇”（Comanche）的露出地面的巖層，研究小組又花了幾年時間分析間接證據(jù)，才確信地推斷出巖石中存在碳元素。而使用ChemCam進(jìn)行觀測即可直接探測出碳。

儀器上的望遠(yuǎn)鏡性能因ChemCam攝像機的鏡片而翻倍，該攝像機可通過一個一百萬像素的探測機記錄圖片。望遠(yuǎn)鏡攝像機將展示激光射擊點的環(huán)境，也可與激光器分開使用。

ChemCam團(tuán)隊中包括來自礦物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、太空生物學(xué)以及其它領(lǐng)域的專家，其中一些成員還參與了“好奇”號其它儀器的團(tuán)隊。目前，隨著儀器安裝到“好奇”號，試驗在NASA的噴氣動力試驗室繼續(xù)進(jìn)行。“好奇”號漫游車以及火星科學(xué)實驗室飛行系統(tǒng)的其它組件預(yù)計于2011年11月25日至12月18日之間發(fā)射。