北京時間2月19日凌晨4時55分，在“天問一號”進入火星軌道一周后,，“毅力”號（Perseverance）火星車不經(jīng)變軌直接突入火星大氣層,，并成功著陸。本輪火星探測季也進入了新的階段,。

毅力號火星車

毅力號的著陸地點是位于北緯18度的耶澤羅隕擊坑（Jezero crater）,。有證據(jù)表明曾經(jīng)有河流流入耶澤羅隕擊坑，形成了一個早已干涸的三角洲,。而毅力號在此處著陸,，一項重要目標便是識別和收集該地區(qū)的沉積巖和土壤樣本，探尋可能存在的火星生命跡象,，同時測試人類在火星生存的技術,。火星表面礦物分布提供了火星起源,、地質(zhì)及環(huán)境演化線索,火星表面鹵水種類及分布提供了火星氣候/水文演變信息,。此外，毅力號還將通過對表面巖石,、土壤物理化學特征的分析,，幫助人類理解火星地質(zhì)以及大氣環(huán)境,。

Raman(拉曼)與NIR(近紅外)光譜技術是從分子層面識別火星表面及次表面物質(zhì)成分,、豐度及分布特征的重要手段，是多國火星車的*科學設備,。

位于毅力號火星車桅桿單元的SurperCam(超級相機)搭載了Raman和NIR光譜儀對火星進行探測,將Raman與NIR數(shù)據(jù)融合進行聯(lián)合礦物表征分析,并開展火星表面鹵水及其它與水相關物質(zhì)的分析具有重要科學意義,。對地外行星探測來說, 近紅外光譜技術具有幾乎無需樣品制備、信號易獲取,、探測礦物種類豐富,、對H2O/OH探測響應靈敏等特點。馬爾文帕納科(Malvern Panalytical)旗下ASD TerraSpec Halo礦物近紅外光譜分析儀以其寬廣的光譜范圍（350-2500nm）,、超高光能動態(tài)范圍,、高光譜分辨率及重現(xiàn)性及體積小巧堅固結(jié)實等特性被選擇使用于為人類重返月球、探測火星準備的多項重要研究中,，以提高人類勘探行星資源的能力,。

其中之一是由NASA贊助的研究項目，地理發(fā)現(xiàn)操作策略測試（GeoHeuristic Operational Strategies Test-GHOST）,，選擇了由馬爾文帕納科贊助和提供的涵蓋VIS-NIR-SWIR波段的ASD TerraSpec HALO,，以大限度地提高火星車樣品收集的速度、效率和科學回報,。該項目使用光譜儀模擬火星科學實驗室（MSL）的ChemCam和2020火星車的SuperCam.

SurperCam(超級相機)于毅力號火星車位置示意圖

分子在紅外光譜內(nèi)的吸收產(chǎn)生于分子振動或轉(zhuǎn)動的狀態(tài)變化或分子振動或轉(zhuǎn)動狀態(tài)在不同的能級間躍遷,。能量躍遷包括基頻躍遷（對應分子振動狀態(tài)在相鄰振動能級之間的躍遷）、倍頻躍遷（對應于分子振動狀態(tài)在相隔一個或幾個振動能級之間的躍遷）和合頻躍遷（對應于分子兩種振動狀態(tài)的能級同時發(fā)生躍遷）。由于近紅外光譜譜峰較寬,，實際樣品中各種成分的吸收峰重疊嚴重,，需要用化學計量學方法對近紅外光譜進行化學成分的定量分析。

蒙脫石/黑色,，伊利石/亮藍色,，白云母/深藍色的可見-近紅外光譜曲線SuperCam超級相機桅桿單元內(nèi)部（裝配前）

TerraSpec Halo礦物近紅外光譜分析儀是勘探地質(zhì)市場上便攜的近紅外(NIR)儀器，它是手持一體式全量程的儀器,?？蹌右幌掳鈾C，這款革命性的儀器可以即時在儀器上獲得礦物分析結(jié)果,。這些近乎實時顯示的結(jié)果加快了勘探的工作力度,，提高了效率，有助于進行分析和決策,，終為采礦經(jīng)營者節(jié)省了寶貴的時間和金錢,。TerraSpec HALO還被廣泛地應用于例如考古和采礦行業(yè)中，包括陶瓷,、陶器的成份分析,，藝術品的鑒定和修復，礦藏的勘探,，開采和加工等等,。

TerraSpec HALO礦物分析近紅外光譜儀

TerraSpec HALO光譜庫內(nèi)置超過150種礦物質(zhì)的700種以上的光譜，來源于大學,、個人采集,、研究所、以及美國地質(zhì)勘探局（USGS）的礦物質(zhì)目錄,，并可由客戶自定義添加光譜庫,，以進行礦物質(zhì)的快速識別，且具有GPS和語音備忘錄功能,。

TerraSpec HALO采用礦物質(zhì)匹配算法,，通過將未知物質(zhì)光譜與內(nèi)置礦物質(zhì)譜庫匹配，計算匹配礦物后,，將其從未知物質(zhì)光譜中被扣除,。使用扣除后的未知物質(zhì)光譜，繼續(xù)匹配,，多可以生成7種相關礦物成份的識別,。將獲取光譜導入計算機Halo Manager軟件中可分析多達9種礦物成份。隨機自帶礦物質(zhì)評級顯示于屏幕右側(cè),，描述礦物結(jié)晶程度或構成性質(zhì),，允許地質(zhì)學家了解地質(zhì)或地熱的情況，以指引潛在的礦物。

參考文檔：
1. https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/instruments/supercam/
2. https://finance.sina.com.cn/tech/2021-02-19/doc-ikftssap6896673.shtml
3. http://www.globenewswire.com/news-release/2019/07/16/1883283/0/en/Renowned-Researchers-Leverage-Malvern-Panalytical-s-ASD-TerraSpec-Halo-Mineral-Identifier-to-Advance-Investigation-of-Life-on-Mars.html
4. https://www.materials-talks.com/blog/2019/07/10/asd-terraspec-halo-used-in-space-based-research/
5. 徐偉杰;火星表面模擬礦物和鹵水的光譜鑒別研究[D];山東大學;2018年