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知识科普|好奇号火星样本分析仪（SAM）等星载星外探测设备线缆减重

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知识科普|好奇号火星样本分析仪（SAM）等星载星外探测设备线缆减重
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火星样本分析仪（SAM）
火星探测车“好奇号”由美国（NASA）火星科学实验室设计 ， 主用于探索火星寻找生命证据的机器人 ， 配有当时最先进的多种科学分析（ASM）仪器 ， 用于现场对火星岩石 ， 土壤和空气等化学性质的分析 ， 并将数据通过通过无线电波与轨道器和DSN通信 ， 最后传回地球供科学家们分析 。
好奇号车体大约有2米长 ， 并使用7英尺长的机械手臂拾取研究岩石上的样品 。 可以携带10种科学仪器的移动综合科学平台 。 它包括17个摄像头 ， 火星样本分析仪（SAM）等 ， 帮助它寻找火星是否存在水的证明和分析火星在是否具有有机物迹象的特殊岩石 。

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化学与矿物学分析仪器
“好奇号”车体犹如电脑的“主板” ， 由SAM等多种独立的仪器组合而成 ， 分别是SAM、质谱仪、气相色谱仪和激光分光计 。 这些仪器负责搜寻构成生命的要素——碳化合物 。
其中火星样本分析仪 ， 又被称为“化学和矿物学分析仪”（简称SAM） ， 是此次火星探测的核心工作区域 ， 好比是好奇号的心脏 ， SAM大概一个微波炉大小 ， 重83磅（约38公斤） ， 占“好奇号”自身总重量的一半左右 。

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Syscom纤维丝
火星探测车减重：SAM对于重量和狭小空间布线的要求极其苛刻 。 科学家们计划对SAM导电纤维减重70% ， 为好奇号在火星移动可节省更多的动力获得更大的机载设备空间 ， 最终在其他重量已无法减去的情况下 ， 找到了可将传统金属信号微波通讯传输的线束（防波套）减重80%以上的导电纤维新材料 。 其实早在2006年NASA就着手计划采用具有柔性特点的金属化高分子纤维丝 ， 兼具纤维和金属双重性能 ， 来替代传统金属丝线作为线束屏蔽层和防波套 。 因此 ， 最终采用大连义邦Syscom纤维丝为解决方案 ， 该材料具有低重量 ， 耐弯曲 ， 符合在仅“微波炉”大小空间内反复布线的设计需求 ， 非金属基材比金属丝减重80% ， 金属镀层牢固形成高强度 ， 耐弯折的导电纤维 。

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“化学和矿物学分析仪”入口
SAM安装在“好奇号”主车身内 ， “好奇号”的机械手臂通过车外的一个进口将样本送入SAM内部 。 机械臂上有钻头和小勺子 ， 对于岩石 ， 它会用钻头获取样本；对于土壤 ， 用小勺子就可以了 。 取得样本后 ， 机械臂上的筛子能够把直径大于150微米的颗粒剔除掉 。 完成这一步后 ， 机械臂把样本倒入“化学和矿物学分析仪”的入口漏斗 ， 然后通过震动让这些样本进入到仪器里 。

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“化学和矿物学分析仪”入口
在“化学和矿物学分析仪”的内部 ， 有32个像衬衫纽扣一样大的小盒子 ， 它们是用来盛放样本的 。 它们安装在一个转轮上 ， 这样就可以通过转动轮子来让任何一个小盒子位于X光的照射之下 ， 以此来对比从地球携带的5个地球样本进行现场分析 。
“好奇号”总投资高达25亿美元 ， 是当时人类发射最昂贵的火星探测项目 。 “好奇号”因其强大而齐全的载荷装备被赋予了火星“超级实验室”的美誉 。 2021年“好奇号”的弟弟“毅力号”以及NASA其他的星载星外探测设备都用的同样的方法对线缆进行减重 ， 对于火箭运输成本 ， 传输带宽 ， 抗电磁干扰 ， 可靠性等都有着极其严苛的要求 ， 人类自第一台望远镜开始 ， 到遨游在地球上空的哈勃 ， 再到不断探宇宙深处的星外探测器 ， 不断再拓展人类的视野 。 相信在不远的将来 ， 人类即可探索更为广阔的宇宙 ， 不断向太空迈进 。

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科学仪器简要介绍
以下是整理后的好奇号先进的科学仪器简要介绍：
1、桅杆相机（MastCam）：可以拍摄火星地形的彩色图像和彩色录像的相机 。 该仪器还用于研究火星景观；
2、手持透镜成像仪（MAHLI）：可以拍摄火星地形的彩色图像和彩色录像的相机 。 该仪器还用于研究火星景观
3、阿尔法粒子X射线分光计（APXS）：一种光谱仪 ， 用于测量岩石和土壤中化学元素的丰度 。
4、化学与照相机（ChemCam）：一种仪器 ， 使用激光使探测样本汽化 ， 然后再使用车载光谱仪分析其元素组成
5、化学与矿物学分析仪器（CheMin）：一种仪器 ， 用于识别和测量火星上各种矿物的丰度 。
6、火星样本分析仪（SAM）：一整套仪器 ， 用于搜索与生命相关的碳元素化合物；
7、辐射评估探测器（RAD）：高能辐射的仪器：测量质子 ， 各种元素的高能离子 ， 中子和伽马射线；
8、中子反照率动态探测器（DAN）：用于探测火星表面下的水和冰层；
9、火星车环境监测站（REMS）：一种用于测量并提供有关火星天气的每日和季节性报告的仪器 。
【知识科普|好奇号火星样本分析仪（SAM）等星载星外探测设备线缆减重】10、火星降落成像仪（MEDLI）等；
本文意在传播新材料资讯 ， 文中图片来自网络 。

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