牛津仪器x射线管成功用于美国“好奇号”火星探测器
2013年1月2日

牛津仪器X射线技术集团在高精尖的科学探索领域中占据着核心地位,其中也包括登陆火星计划。2012年8月重达1吨的火 星探测器“好奇号”成功登陆火星,并迅速投入到对火星衍变进程的研究中。完成这项任务的关键设备是“好奇号”的化学和矿物学分析仪 ChenMin,ChenMin选用了牛津仪器专门研发的X光管。利用对岩石和石油等X射线衍射光谱的分析,ChemMin为研究火星的气候和地理提供了 丰富的线索。

矿物质的成分构成能够体现形成过程中所处的外部环境,特别是作为生命基本要素的水,在矿物质的演化进程中扮演着重要的角 色。“好奇号”通过对岩石钻孔,收集细末,再经过筛选后装入样品试管以供科学分析。ChemMin会发射像头发丝一样细的X射线穿过岩石粉末,通过记录晶 体和X射线的交互作用读取矿物的内部结构信息。

科学家确信火星过去的环境与现在非常不同,有更多的水以及更厚的大气层。但现在的火星大气层比地球要薄100倍。通过研 究火星大气层所发生的种种变化,可以帮助科学家了解火星是否曾经或者有可能存在过生命形式。除了对新矿物质的鉴定外,“好奇号”在实验过程中还发现火星上 存在一种与夏威夷火山地区有相似成分的石油。美国航天局戈达德太空飞行中心监察长保罗称,在火星表面建立起一个高端的化学分析实验室是这项科学研究的关键 所在。

在地球上,地理科学家通常利用大型固定的X射线设备进行矿物质结构的研究分析。而“好奇号”所搭载的实验设备必须小巧到 可以安装于飞行器中,同时性能稳定适于太空飞行,还必须足够先进以提供极细的X射线束。为满足上述要求,美国国家航空航天局找来了牛津仪器X射线技术团 队,我们的工程师整合了E4和Apogee光管的技术,专门为ChenMin开发了X射线光管。火星研究团队的科学家们称利用这一设备比以往任何火星探测 方法提供的矿物质成分分析都更准确。

火星登陆计划中所获得的知识及方法也同样可以运用到陆地科研开发中,比如石油和天然气的勘探,文物分析和假药的鉴定等等。