天问一号探测器科学载荷简介

轨道器:
①中分辨率照相机
目标:对火星的地形和地貌进行成像,包括火星表面的地质结构和地形地貌,并获得火星全球遥感图像。
光谱范围:可见光
颜色:标准RGB
分辨率:100m(400km高度)
成像宽度:400km(400km高度)
有效像素:4096x3072
②高分辨率相机
目标:获得火星表面关键区域的详细图像,并对沙丘、冰川、雪崩等具有动态变化特征的地区进行高分辨率成像和详细观察,观测火星表面地形和地貌。在干涸的河床、可能存在水的沉积岩层区、典型地貌特征(如撞击坑、火山、峡谷、山丘、裂谷边缘)和其他具有特殊重要性的地貌特征上提供高分辨率图像。识别出河流地貌、火山地貌、撞击坑和风蚀地貌等特色地貌特征,用于火星表面地形地貌、地貌和地质构造的研究。
像素分辨率(265km高度):
全色:优于2.5m,局部关键区优于0.5m
彩色:优于10m,局部重点区优于2.0m
覆盖宽度(265km高度):9km
③火星浅层地表探测雷达
目标:探测火星地下结构和地下水冰分布,在地火转移轨道上,它将探测行星际极低频无线电频谱。
频率10-20MHz,30-50MHz
接收器灵敏度:≤-87dBm
探测深度:100m
厚度分辨率:米级
④火星矿物分光计
目标:分析矿物成分和分布。研究火星的整体化学成分和化学演化历史
光谱区域:可见近红外:0.45-1.05μm
中红外和近红外:1.00-3.40μm
光谱分辨率:0.45-1.05μm优于10nm,1.00-2.00μm优于12nm,2.00-3.40μm优于25nm
⑤火星磁强计
目标:与巡视器的④火星磁场观测站配合探测火星空间磁场环境,探测火星电离层电流并研究其特征。通过探测火星磁场和太阳风磁场,研究火星电离层、磁鞘层与太阳风的相互作用。
测量范围:±2000nT
噪声级别:≤0.01nT/√Hz
分辨率:优于0.01nT
精度:0.1nT
⑥火星离子和中性粒子分析仪
目标:探测火星等离子体的粒子特征,了解火星大气的逸散,研究太阳风和火星大气的相互作用机制,火星弓形激波附近中性粒子的加速机制。
低能离子:
能量范围:5eV-25KeV
能量分辨率(ΔE/E):15%
质量:1-40amu
视场:90°x360°
角度分辨率:11.2°x22.5°
低能中性粒子:
能量范围:50eV-3KeV
能量分辨率(ΔE/E):100%
质量:1-32amu
视场:15°x160°
角分辨率:10°×25°
⑦火星能量粒子分析仪
目标:研究近火星空间环境和地-火星转移轨道中粒子的能谱、元素组成和通量的特征和变化,绘制火星全球和地-火星转移轨道上不同种类高能粒子辐射的空间分布图。它将与⑥火星离子和中性粒子分析仪、⑤火星磁强计一起,研究高能粒子辐射与大气的关系,SEP事件对火星大气层的影响和粒子加速,运输和逃逸过程。
能量范围:
电子:2~100MeV
α粒子、重离子:
25~300MeV
能量分辨率(ΔE/E):15%
通量范围:0~100000cm²/s
元素种类:H~Fe(1<Z<26)
重离子质量分辨率(Δm/m):
<25%(Z<9,25~300MeV)
<25%(10<Z<26,100~300MeV)
<60%(10<Z<26,25~100MeV)


巡视器:
①多光谱照相机
它将获得着陆和巡视区域的多光谱图像,并获得火星表面的物质类型分布。
颜色:多光谱
正常成像距离:1.5m~∞
像素:2048x2048
②浅层地表探测雷达
目标:探测火星表面土壤厚度和冰结构的探测区域,获得火星表面和浅层的回波数据,探测巡视区域的浅层结构,获取地表下地质构造数据。
第一通道
中心频率:55MHz
工作带宽:40MHz
厚度分辨率:米级
探测深度:>100m(冰)
>10m(土壤)
第二通道
中心频率:1300 MHz
工作带宽:1000 MHz
厚度分辨率:厘米级
探测深度:>10m(冰)
>3m(土壤)
③火星地表成分检测包
目标:分析火星表面物质的化学元素、矿物和岩石
LIBS检测:
元素数量:>10(Si/Al/Fe/Mg/Ca/Na/O/C/H/Mn/Ti/S等
检测距离:2~5m(最佳检测距离)最远10m
显微图像角度分辨率:<100urad(2m处0.20mm,5m处0.50mm)
短波红外光谱:
光谱范围:850-2400nm
光谱分辨率:<12nm
视场:>1mrad
④火星磁场观测站
目标:探测火星在着陆区的磁场,并配合轨道器的⑤火星磁强计,反演火星电离层电流,研究磁层电导率等特征,利用自然磁场跳跃探测火星内部局部结构。
测量范围:±2000nT
分辨率:优于0.01nT
噪声等级:0.01nT/√Hz
磁强计稳定性:<0.01nT/℃
⑤火星气候站
对火星表面风场参数进行探测,监测火星表面的声音,测量火星表面环境温度和气压
温度:
范围:-120℃~+50℃
精度:0.1℃
压力:
量程:1~1500Pa
精度:0.1Pa
风速:
范围:0-70m/s
精度:1m/s
风向:
范围:0°~360°
精度:5°
声音:
频率范围:20Hz-20kHz
灵敏度:优于50mV/Pa
动态范围:>90dB

