隨著太空探索發(fā)展進(jìn)入下一階段，光學(xué)測(cè)量為科研人員提供了有價(jià)值的信息，幾乎每個(gè)航天飛行器上都能到光譜儀的身影。
人類踏上外太空的半個(gè)多世紀(jì)來(lái)，太空探索主要以無(wú)人飛船和近地軌道任務(wù)為主。
近年，太空領(lǐng)域成為了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新領(lǐng)域。隨著太空探索發(fā)展進(jìn)入下一階段，光學(xué)測(cè)量為科研人員提供了有價(jià)值的信息，幾乎每個(gè)航天飛行器上都能到光譜儀的身影。
模塊光譜儀體積小、重量輕，使光譜儀進(jìn)入太空成為可能。今天，我們帶您回顧海洋光學(xué)與外太空的故事。
月球探索
-LCROSS-
探測(cè)月球表面的水非常重要，因?yàn)樗菨撛谏臉?biāo)志。海洋光學(xué)定制版QE光譜儀參與美國(guó)宇航局NASA的月球隕石坑和觀測(cè)傳感衛(wèi)星(LCROSS)任務(wù)，通過識(shí)別離子水，羥基自由基或含碳有機(jī)物的分子來(lái)確認(rèn)水的存在確認(rèn)月球表面是否存在冰水。
如要建立月球基地，水至關(guān)重要，因?yàn)樗删S持生命，同時(shí)也是氫燃料來(lái)源。NASA證實(shí)在LCROSS任務(wù)期間進(jìn)行的紅外和紫外線測(cè)量中都檢測(cè)到了水特征，QE光譜儀提供了紫外線特征測(cè)試。
火星探索
-ChemCam-
NASA的好奇號(hào)火星車已在火星表面漫游十一年。ChemCam檢測(cè)儀使用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)評(píng)估在火星上發(fā)現(xiàn)的巖石和土壤的元素組成。
LIBS的工作原理是瞄準(zhǔn)7米外的巖石區(qū)域，并用高能紅外激光將其蒸發(fā)。然后用光譜儀檢測(cè)這種汽化巖石的光譜，通過光譜確定元素。
未來(lái)探索
-Orion-
重返地球是任何載人飛船設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考慮因素。飛船從太空返回地球時(shí)會(huì)與大氣劇烈摩擦，飛船外表面溫度達(dá)到上千攝氏度。隔熱罩用隔熱材料來(lái)阻止熱量傳向飛船內(nèi)部，確保宇航員在飛船內(nèi)的安全。
商業(yè)衛(wèi)星
-CubeSats-
航天領(lǐng)域越來(lái)越受關(guān)注的研究—立方體衛(wèi)星(CubeSats)是一種用于空間研究的微型衛(wèi)星，由多個(gè)立方體模塊組成。尺寸小，重量輕，用途廣泛，且比傳統(tǒng)衛(wèi)星的開發(fā)成本低得多。在過去十年中，目前在地球軌道上的立方體衛(wèi)星數(shù)量增加了40倍。
光譜儀在外太空會(huì)受到一系列高度電離輻射轟擊。同時(shí)，飛船在發(fā)射和著陸期間的振動(dòng)與沖擊也很大。因此必須開發(fā)防護(hù)外殼，使儀器足夠堅(jiān)固。
外太空最低溫度約為-253℉，最高溫度約為2730℉。因此光譜儀的材料必須能承受航天器上的巨大溫差。
飛船上精密儀器眾多，光譜儀不可產(chǎn)生任何影響其他系統(tǒng)工作的干擾電磁。
結(jié)語(yǔ)
模塊化光譜儀體積小巧，重量輕，且提供了非常有用的光譜測(cè)量信息，經(jīng)常被用于航空航天領(lǐng)域。隨著航天事業(yè)的進(jìn)步，海洋光學(xué)光譜儀也在不斷發(fā)展創(chuàng)新，我們?cè)敢庹{(diào)整我們的技術(shù)，迎接新的挑戰(zhàn)，使我們更多的產(chǎn)品集成到探索太空和一些其他前沿應(yīng)用中。
參考文獻(xiàn)
1. Space: Investing in the Final Frontier, Morgan Stanley, July 24, 2020
2. Mazareanu, E. Number of satellites launched by year 1957-2019, Statista, June 23, 2020.
3. Is It Hot or Cold At the International Space Station?, Science ABC, 11 November 2021
4. Federal Aviation Administration. Returning from Space: Re-entry, Advanced Aerospace Medicine On-line, Section III – Space Operations, 4.1.7.