探测 不止拍照！火星车上六大“神器”助力探测
【 探测|不止拍照！火星车上六大“神器”助力探测】近日,国家航天局发布了我国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。两张图像分别由火星车前避障相机和导航相机拍摄。
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由导航相机拍摄，镜头指向火星车尾部。
从图像中我们可以看到火星表面清晰的纹理和丰富的地貌，这些图像可以为火星探测提供丰富的形貌地质数据。除了探测火星形貌与地质构造特征，此次火星探测任务还包括探测火星表面土壤特征与水冰分布、火星表面物质组成、火星大气电离层及表面气候与环境特征、火星物理场与内部结构共5个方面的探测和研究。为了实现这五大科学探测目标，“祝融号”火星车共配备了6台科学载荷用于研究。
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由火星车前避障相机拍摄，正对火星车前进方向。
火星车：六大“神器”精细探测火星车上配置的6个有效载荷包括：导航地形相机、多光谱相机、火星车次表层探测雷达、火星表面成分探测仪、火星表面磁场探测仪和火星气象测量仪，通过集成一体化设计的载荷控制器对载荷进行控制和管理。
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火星车载荷分布
导航地形相机可以获取巡视区火星表面立体图，研究火星表面形貌和地质构造特征。多光谱相机用于获取巡视区火星表面可见光、近红外波段高分辨率多光谱图像，研究火星表面形貌特征与物质类型分布。火星车次表层探测雷达能够获取火星地表和次表层超宽带全极化雷达回波数据，研究巡视区火星表层、次表层地质分层结构与组成类型，去探查地下100米内的地层结构去寻找火星探测最重要目标之一——水冰。火星表面成分探测仪可以探测获取火星表面目标等离子体的紫外至近红外谱段的高分辨率光谱特征信息，用于分析火星表面物质的化学元素组成分析和火星表面矿物分析及岩石识别。
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火星地貌（来源：NASA）
火星表面磁场探测仪能够对火星表面磁场进行矢量测量，探测研究着陆区火星磁场，确定火星磁场指数；还可以与环绕探测配合，探测研究火星空间磁场，反演火星电离层发电机电流，研究火星电离层电导率等特性；还能够尝试利用天然磁场跃变，探测火星的内部局部构造。火星气象测量仪则主要通过测量火星表面环境温度、压力、风速、风向以及拾取火星表面声音，研究火星表面气候特征，对火星表面声音进行监测。火星车载荷控制器通过实现有效载荷系统一体化设计，完成对各科学探测有效载荷供电、运行控制、数据处理与传输以及与探测器系统的接口。
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火星车有效载荷分系统连接框图
火星车上的科研载荷在火星表面巡视期间根据光照、温度等气象条件以及火星车能源的具体情况择机工作。导航地形相机、多光谱相机以及火星表面成分探测仪在火星车静止期间工作；次表层探测雷达在火星车移动期间工作；表面磁场探测仪以及气象测量仪在火星车移动和静止期间均可以择机工作。
火星环绕器：七大“法宝”全面观测除了火星车上的6台科学载荷，火星环绕器同样配置了7台科学载荷对火星进行全球性和综合性的探测。
火星环绕器配置的有效载荷包括：中分辨率相机、高分辨率相机、环绕器次表层探测雷达、火星矿物光谱分析仪、火星磁强计、火星离子与中性粒子分析仪、火星能量粒子分析仪等7类科学仪器，并配备一台环绕器载荷控制器对载荷进行控制和管理。
中分辨率相机主要用于获取火星表面中分辨率彩色影像。它可以绘制火星全球遥感影像图，进行火星地形地貌及其变化探测，包括火星表面成像、火星地质构造和地形地貌研究。高分辨率相机主要用于获取火星表面高分辨率全色和彩色影像，它可以获取火星表面重点区域精细观测图像，开展地形地貌和地质构造研究。
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2021年2月5日，国家航天局发布了“天问一号”在距离火星约220万公里处，获取的首幅火星图像，也是环绕器用高分辨率相机采用黑白成像模式拍摄的。
环绕器次表层探测雷达可以获取火星表层和次表层双频双极化雷达回波数据，利用回波数据在轨测量探测器星下点高度，获取地火转移段行星际甚低频射电频谱数据。火星矿物光谱分析仪可以获取火星表面可见和红外高分辨率反射光谱。火星磁强计用于获取火星空间磁场环境数据，对磁场进行高精度矢量测量。火星离子与中性粒子分析仪可以测量分辨火星空间环境中的离子通量、成分、密度、速度、温度等物理参量以及中性能量粒子的通量，分辨H、He、O等主要中性粒子成分。火星能量粒子分析仪可以获取能量电子、质子、α粒子、离子的能谱、通量和元素成分数据。环绕器载荷控制器用于完成对各科学探测有效载荷的供电、运行控制、数据处理与传输以及与探测器系统的接口。
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