生命探测

说到生命探测仪，就不得不说地震，这个沉重的话题虽然好像离我们十分遥远，但是每年都有来自世界各地的新闻，几乎任何一个时间，都有地方发生地震。过去13年的汶川地震，在大家的印象中已经慢慢淡去，但对于经历过灾难的人来说，是一辈子难以磨灭的印记。而面对这种巨大的自然灾难，生命探测仪就发挥了强大的作用，可以救人于危难中。生命探测仪是一种安全救生装备，它是美国的物理学家大卫席思研发的，对于灾难中的搜救做出了卓越的贡献。其实生命探测仪是一个统称，具体根据探测范围和手法的不同，还可以分为红外探测、雷达探测、光学探测、声波振动探测和其他先进类探测。很不幸的是几乎每一种我们都听说过，尤其是雷达探测和红外探测。红外生命探测，需要被探测的物体体温在绝对零度以上，那么什么是绝对零度呢？和我们知道的0℃不同，绝对零度象征着极度的寒冷，换算下来大概相当于-273.15℃。也就是红外探测在我们日常的温度下都可以探测到生命。并且能够不畏条件的恶劣，不受干扰。雷达探测仪就又先进很多，相比于红外探测仪只能感受体温，雷达探测仪可以通过监测人体生命活动所引起的各种微动，从微动中得到心跳、呼吸等信息，再利用电磁波反射原理进行探测。不仅不受温湿度控制，噪音和地形也同样奈何不了它，稳定性好、准确率高。如果可以，没有人愿意认识这些探测仪，可灾难是无法避免的，我们现代的先进科学仪器，就是为了在自然灾难面前可以做到先知先觉和挽救更多生命。是我们的自救工具，相信在不久的将来，我们对于这类重大灾难，一定可以做到准确的预测和躲避。

我国新型生命探测仪 最大生命探测范围达20米 　　在地震、泥石流等灾害面前快速准确搜寻到被掩埋的生命信号，第一时间挽救生命是世界各国抗灾救援工作的技术难题之一。7月21日，湖南省公安消防总队和湖南华诺星空电子技术有限公司联合研发的“警用超宽带雷达式生命探测仪”在长沙市通过科技成果鉴定。主持鉴定的中国工程院院士何继善等专家认为，该成果性能良好，最大生命探测范围可达20米，技术处于国内领先水平。 　　近年来，我国地震、泥石流等地质灾害频发，许多被深埋在瓦砾、混凝土中的群众，由于无法被救援人员及时准确发现而丧失了宝贵的求生机会。为有效突破这一技术难关，2009年初，公安部消防局正式下达了“警用超宽带雷达式生命探测仪”重点攻关科研项目，在湖南省公安消防总队的主持下，由湖南华诺星空电子技术有限公司组织技术力量进行研发。 　　据了解，该成果采用新体制的超宽带雷达技术，先后攻克了高稳定度纳秒脉冲源、波形保真超宽带脉冲时域收发天线、超宽带脉冲时域波束扫描、合成成像算法、射频抑制与抗强噪声算法等一系列关键技术。充分利用超宽带脉冲电磁波所具有的强穿透性、高分辨率等特性，提出了在复杂环境下人体心肺运动等微弱信号检测算法，来实现对火场、建筑物废墟、地震救灾等高危场所强噪声背景下生命体的快速有效探测与定位。经测试，“警用超宽带雷达式生命探测仪”可有效检测 20米范围内人体的肢体运动、心跳、呼吸等活动，为快速搜寻被困群众生命提供可靠数据。 　　今年4月，该设备顺利通过国家地震局地震模拟环境测试试验。随后，在玉树地震救援任务中，救援人员使用该设备成功探测、救援出多名群众。

日前，经以中国工程院院士何继善为组长的专家鉴定委员会鉴定，由湖南省研制的 “警用超宽带雷达式生命探测仪”正式通过国家科技成果鉴定。 　　在重大灾害面前，如何快速准确地找到掩埋在瓦砾、混凝土等废墟中的生命信号，最大限度地挽救被困群众的生命，一直是灾难救援工作的技术难题之一。2009年初，公安部消防局下达了“警用超宽带雷达式生命探测仪”重点攻关科研项目，由湖南省消防总队和湖南华诺星空电子技术有限公司联合研制。针对目前音频、光学、红外等几种生命探测仪存在的一些主要技术缺陷，研究人员先后攻克了一系列关键技术，采用新体制的超宽带雷达技术，实现生命体的快速搜索与精确定位。测试结果表明，该设备可有效检测到20米范围内人体的肢体活动以及心跳、呼吸等活动。 　　据了解，该设备于今年4月已顺利通过国家地震局地震模拟环境测试试验。随后，在玉树地震救援任务中，救人员使用该设备成功探测、救出多名群众。专家认为，该设备在技术上居于国内领先水平。

8月25日，据生活科学网站报道，科学家一直希望在登上火星进行生命探测前能在地球上能进行高度仿真的模拟实验。目前，科学家们在西班牙发现一条名为力拓河的河流(Rio Tinto)，它的生态环境和火星非常相似。科学家已经在这条河流上开始利用先进的生命探测技术进行高仿真的实验，而且还取得了惊人的成果。其中，必达泰克公司的i-Raman小型拉曼光谱仪作为该项目的拉曼检测设备，对该河流中的矿物和有机物进行了无损检测。如果该项目进展顺利的话，该小型拉曼光谱仪有可能作为欧洲火星探测计划中的一个组成部分，为火星研究计划作出贡献。 费尔南多－佩雷斯（Fernando Rull Pérez）是一名来自西班牙天体生物学中心的专家，他一直在力拓河上对一项光谱生命探测技术进行实验。他所开发的这种装置采用了“ 现场光谱技术”（“in situ"” techniques），这意味着这种装置会对所采取的样本进行现场分析，而不会运回实验室。这样做一方面可以提高效率，另一方面也避免了样本在运回实验室的途中被污染的可能性，而且也非常适合在火星的环境下操作，因为科学家们不可能将火星样本送回地球进行分析。 佩雷斯指出，利用现场光谱技术对火星生命进行探测也是欧洲火星探测计划的一部分。欧洲太空总署计划于2013年发射一颗名为“ExoMars”号的火星探测器。该探测器上将会安装一个拉曼光谱仪（Raman BS），这个光谱仪所采用的技术就是现场光谱技术。现场光谱技术有两个光学镜头。一个安装在ExoMars号探测器的外面，主要用来确定火星表面可能有矿物质或者有机物的地点；另一个安装在ExoMars号探测器的的里面，主要用来分析探测器钻头所采取样本的成分。科学家们目前计划钻取火星表面下2米内的土壤样本，以便科学家来分析判断火星表面曾经是否有水、或者生命的存在。拉曼光谱仪相比其他生命探测技术具有一个突出的优点，即它不会产生破坏性，对所钻取的样本不会产生任何伤害。 参考网址: http://www.space.com/scienceastronomy/080821-am-exomars-ramanlibs.html http://www.huelvainformacion.es/article/provincia/161948/rio/tinto/prueba/ya/una/nueva/generacion/robots/marcianos.html

从人类第一次抬头仰望星空时，对宇宙的好奇心便永远种在了我们心底。浩瀚宇宙，除了人类还有其他智慧文明的存在吗？火星2020任务NASA火星漫游者毅力号于2020年7月从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空，2021年2月在杰泽罗陨石坑登陆火星。这次任务预计将持续至少一个火星年（687个地球日）。该任务是火星探测计划的一部分，计划内容是对这颗红色星球进行长期的机器人探测。此次科学任务优先的目标，涉及包括火星是否存在生命等关键问题。这次任务还试图收集证据，展示未来人类探索火星所需的技术。其中包括测试从火星大气中产生氧气的方法，确定其他资源（如地下水），改进着陆技术，描述天气、灰尘和其他可能影响未来在火星生活和工作的宇航员的潜在环境条件。2021年2月18日，火星漫游者毅力号在一个巨大陨石坑的表面完美着陆。全副武装的漫游者毅力号装载了29个摄像头作为眼睛，这些摄像机分别负责帮助它寻找着陆点、检查降落伞的，或是帮助它安全地在火星地面行进...其中，承担研究火星地形任务的桅杆安装式摄像机系统“Mastcam-Z”双摄像头系统，负责对火星上的近处和远处的物体进行详细检查。“ Mastcam-Z”可以放大（因此称为“ Z”）、对焦并以各种比例拍摄3D图片和全景图，能有效提升火星生命探索的效率与准确性。通过观察整个景观并识别出其他仪器值得仔细观察的岩石和土壤（杂岩），“ Mastcam-Z”协助漫游者号进行其他实验。他们还将为漫游者号发现重要的岩石，以便在火星表面进行采样和储存，从而将来把样品带回地球。作为火星2020任务的“两只眼睛”，研究人员在早期就发现由于处在火星的低光照度环境下（约为地球光照度的44%），摄像系统的成像品质将大打折扣。为解决这一问题，英国豪迈旗下的蓝菲光学联合亚利桑那州立大学研究出一套光源校准方案。蓝菲光学为Mastcam-Z提供了积分球光源，用于完美校准每个摄像机。Mastcam-Z团队通过蓝菲光学的积分球均匀光源准确地校准摄像机灵敏度，并将亮度设置为火星上典型的太阳光照射场景的相同水平。这一方案大幅提升了Mastcam-Z的成像品质，向基地输送了超高清晰度的影像数据。图 ｜Mastcam-Z摄像机正在对着蓝菲光学（Labsphere）积分球光源拍摄。 ASU地球与太空探索学院的Mastcam-Z首席研究员Jim Bell在对飞行相机进行测试后说：“Mastcam-Z将是首台可变焦的火星彩色相机，能有以超高的分辨率拍摄3D图像。在测试和校准过程中，我们发现这款摄像机的性能非常好-达到或超过了所有性能要求。”深耕光学领域，蓝菲光学对技术的探索和创新从不间断。如你想了解更多关于蓝菲光学的资讯，可前往蓝菲光学官网查阅详情。

p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/50383bd3-9631-4c36-8e97-f788418efd04.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 600px height: 450px " width=" 600" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 450" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 日本搜救队带生命探测仪器进入花莲 /strong /p p 　　近日，各大媒体纷纷头版头条报道了台湾花莲地震的受灾和救援情况，台湾当局婉拒大陆却接受日本援助，刺痛人心的理由竟是因为日本有“高阶探测仪”，并且日本在应对地震灾害救援这方面是最专业的！台媒称，经确认，日本救援队这次带到花莲的是Lifesensor公司生产的电磁波人命探查装置（LS-RR03）。其实大陆也有采购这台仪器，并且经历过汶川地震、玉树地震、雅安地震，我国的地震救援水平不论是在人员的组织管理还是生命探测技术的研发方面都取得了很大的进步。 /p p 　　生命探测器探测幸存者是将心跳、脉搏、呼吸等能够代表生命信息的信号转换为其它能量形式进行显示，如声波、电波、红外辐射等。本文分别对声波振动、雷达、红外和气体几种生命探测器的探测原理及其现状进行了分析。其中声波振动生命探测器、雷达生命探测器和红外生命探测器是目前技术成熟、应用广泛的几种生命探测器，而气体生命探测器的技术还不成熟，仍处于研发阶段。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/insimg/bf4be9e9-d1eb-4935-928e-e78494f6f9a8.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 600px height: 108px " width=" 600" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 108" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 生命探测仪原理框图 br/ /strong /p p strong 1.声波振动生命探测器 /strong br/ /p p 　　声波振动生命探测器探测生命信息主要是通过探测被困幸存者的呼救、心跳等声音信号对幸存者进行定位。在探测时声音传感器将声音信号转换为电信号，电信号经过前放、陷波、滤波处理后将信号放大送入监视耳机，然后通过营救人员监听被困者发出的各种声音。营救人员通过监听到的被困者发出的声音对被困者进行定位，进而采取相应的营救措施对其进行营救。声波振动生命探测器起源于法国的一种振动耳机，这种耳机是利用测声定位技术生产，后来英国救援人员在1985 年墨西哥地震中应用这种生命探测器进行探测救援，取得了很好的效果。声波振动生命探测器在国内研究起步较晚。在“十五”期间，成都理工大学相关的研究人员成功研制了声波振动生命探测仪，并将其应用在抗震救灾中，并取得了较好的表现。在2005 年成都市发生的“8．12”楼房垮塌事故中，由于救援人员采用了声波振动生命探测仪，为被压埋人员的搜索定位提供了宝贵的时间，从而及时抢救了许多人的生命。 br/ 　　声波振动生命探测器能有效地探测出震后废墟中幸存者的位置，为救援工作提供更多的时间。多道动态显示，实时地监测异常振动信号是声波振动生命探测器的主要特点。声波振动生命探测仪探测幸存者信息可实现快速搜索，而且这种生命探测轻便、价格低廉。 /p p strong 2.雷达生命探测仪 /strong br/ 　　雷达生命探测仪是基于多普勒效应的原理制成的。雷达生命探测器探测生命信息时是通过一个发送/接收天线发射电磁信号，信号穿过废墟碎片传播到幸存者所处的位置，将幸存者肢体动作的信息通过相位调制的方式加载在电磁信号上，然后穿透废墟返回地面被天线接收。在天线接收到的信号中包含有被困幸存者当时的信息，营救人员通过对其进行分析判断进而得出幸存者的状态，并采取相应的措施对其进行营救。美国的Georsia 技术研究所在雷达式生命探测技术研究方面有较大成果，该研究所首次提出了雷达生命信号监测( radar vital signal monitoring，ＲVSM) 的概念，这对于雷达式生命探测技术的发展具有重要的意义。Georsia 研究所前后相继制作出了用于军用的调频雷达和抛物面式天线结构雷达式的生命特征监视仪，前者在1992 年就已经作为ＲVSM 装备在战场上使用，用于判定一个受伤军人在陆军医护兵冒生命危险抢救之前是否还是活着的，而后者则在1996 年亚特兰大奥运会上被用于研究射击和射箭运动员的呼吸与心跳对射击准确度的影响，这也是ＲVSM 首次引起公众注意。而作为比较，我国在雷达生命探测技术方面的研究起步较晚。 /p p 　　在国家重点培养和大力支持下，我国第一部非接触雷达式穿墙生命探测仪在2004 年诞生于第四军医大学。在非接触雷达式生命探测技术方面做了相应的研究并取得了不错的成果，还有武警工程学院和西安电子科技大学。在非接触式生命探测技术进行研究并制做出相应的产品的青岛电气有限公司和西安必肯科技发展有限公司为我国在这方面的发展和进步作出了巨大的贡献。2010 年4 月，由湖南华诺星空电子技术有限公司研发出的警用超宽带雷达式生命探测仪顺利通过国家地震局的测验，并在之后发生的玉树地震中起到了重要作用。 br/ 　　雷达生命探测器的特点: 可以穿透数米甚至数十米的石块或混凝土障碍物对废墟下的幸存者进行探测 对于废墟下的幸存者，只要还有呼吸、心跳等能够代表生命信息的生理特征，就可以被探测器探测到，无论幸存者是处于运动状态还是静止状态。但是，外界环境和操作者操作仪器时所带来的背景噪声对检测效果具有一定的影响。 /p p strong 3.红外生命探测器 /strong br/ 　　任何物体温度在绝对零度以上时都会产生辐射，人也不例外。经研究表明: 正常情况下( 人体体温在37℃时) ，人体红外辐射能量较集中的中心波长为9.4μm 人体皮肤的红外辐射范围为3～50 μm，其中，8～14 μm 占全部人体辐射能量的46%，这个波段是设计人体红外探测仪的一个重要技术参数。红外生命探测仪探器探测人的基本原理就是通过探测人体发出的热辐射，并将探测到的热辐射信息以图像的形式显示在屏幕上，为工作者提供被埋在废墟下的幸存者的信息。通过使用这种仪器，使救援人员对被困生命体的精确位置和周围情况一目了然，可在地震发生后的黑暗环境中探测被埋在废墟中的生命，但同时在应用这种仪器探测生命信息时容易受到周围温度的影响。 br/ 　　红外生命探测技术的研究比较早。美国德克萨兰仪器公司在第二次世界大战过后，经过近一年的探索，首次研发出了应用于军事领域的红外成像装置—红外寻视系统( FLIＲ) 。20 世纪60 年代早期，瑞典AGA 公司研制成功第二代红外成像装置，该装置在红外寻视系统的基础上增加了测温的功能，称之为红外热像仪 几经改进， 1988 年推出的全功能热像仪，将温度的测量、修改、分析、图像采集、存储合于一体，仪器的功能、精度和可靠性都得到了显著的提高 2004 年，俄罗斯莫斯科同立大学研究成功了一种亚毫米波热成像仪。目前应用较多的红外生命探测仪是美国名为M271328 的红外生命探测仪，这种红外生命探测器方便轻巧实用。红外生命探测器不仅可以用来探测震后废墟下幸存者的状况，还可以应用在煤矿的开采方面。在煤矿开采方面可以进行温度的测量煤层在不同温度下的分布情况。 br/ 　　红外生命探测器的主要特点是能够在黑暗的环境中对废墟下的幸存者进行生命探测，而且由于红外生命探测器探测生命采用的是红外成像的方式，能够将被困者的状况进行清晰地显示，这对于生命救援工作具有重大的意义。此外，红外生命探测仪探测生命信息的方式是非接触测量，探测范围最高可达几十米，价格较低，是一种较为理想的地震救援设备。 /p p strong 4.气体生命探测器 /strong br/ 　　气体生命探测器是将气体探测技术应用在生命探测方面。地震灾害发生后，被掩埋在废墟下的幸存者所处的空间非常狭小，而且与外界空气之间的流动交换比较慢，造成在该空间内人体新陈代谢释放出来的气体不易散发出去，造成气体在空间内的富集，影响空间内气体浓度的比例。空间内气体浓度的变化与人体的新陈代谢密切相关，因而，通过探测该空间内气体的浓度信息就可以从中推断出在该空间内幸存者的信息。这种生命探测器探测生命信息时是探测气体的浓度信息，并对探测到的信息进行分析判断，就可以得出废墟下幸存者的状况。 br/ 　　气体生命探测器集合了气体传感技术和光纤传感技术，是光纤技术在气体探测方面的重要应用。这种生命探测器测量灵敏度高、气体鉴别能力强、响应快，而且对温度、湿度等环境干扰的抵抗能力强。这种生命探测器曾经在汶川地震中的日本救援队中出现过一次，还未广泛应用于震后现场救援工作中。 /p p 　　随着科学技术的发展，每种生命探测器都有了一定的进展，现在生命探测器的发展方向主要体现在探测精度和探测速度的提高以及探测设备的可操作性和便携性这几方面，而对于不同种类的生命探测器也是各不相同的。 /p p 　　到目前为止，声波振动生命探测器和雷达生命探测器以及红外生命探测器的发展已经比较成熟，而且已经广泛应用在灾后现场的救援之中。声波振动生命探测器缺点主要体现在信号经由废墟传播到地面上的时候会有很大的衰减，严重影响探测的灵敏度，而且救援现场中大量噪声信号的干扰也会对探测的准确性造成很大的影响。因此，声波振动生命探测器的发展方向主要体现在不断提高探测的灵敏性和准确性这两方面。 /p p 　　雷达生命探测器的发展方向也是体现在两方面: 一方面在硬件方面，即要不断缩小探测仪器的体积以提高设备的便携性 另一方面，要对探测方法不断进行改进，从而能够对幸存者进行更准确的定位并识别出在废墟下幸存者的具体人数，为救援工作提供帮助。红外生命探测器的技术比较成熟，其缺点主要体现在应用设备进行探测时需要探测人员佩戴笨重的探测设备，身上负重大，不利于行动，因此，研发一种适用于红外生命探测器的机器人对于红外生命探测器的发展具有很大的帮助。 /p p 　　气体生命探测器可以说是一种新型的生命探测器，到目前为止气体生命探测器的成品还不是很多。虽然这种生命探测器发展的比较缓慢，但是，这种生命探测器具有很好的发展前景。气体生命探测器的发展主要依赖于气体探测技术的发展，但是，它的发展又比气体探测的发展更广阔。气体探测器的探测精度与光源的选取密切相关，除了探测仪器的可靠性、实用性和便携性以外，光源是气体生命探测器发展突破的重要因素。 br/ 　　随着科学研究水平的不断提高，将会有更先进的生命探测技术问世，现有的生命探测技术也将日臻完善，在更多的领域得到应用和发展。 /p

5月12日，我们将迎来第15个全国防灾减灾日。近年来，随着我国科技研发水平不断提升，越来越多的科技成果被应用于防灾减灾领域，一大批科技含量极高的防灾减灾设备投入实战。地震预测、火灾救援、台风预报……在灾害来临的紧要关头，一批“黑科技”冲在最前线，发挥着无可替代的重要作用，最大限度地避免、减轻了灾害对经济社会造成的损失，有力保障了人民生命财产安全。卫星监测地震降低震灾损失地震是我国造成人员伤亡最多的自然灾害，同时我国也是世界地震灾害最严重的国家之一。全球死亡人数超过20万人的地震有7次，其中4次发生在我国。从过去的“震时救灾”到当前的“综合减灾”，地震监测预报、地震灾害防御、地震应急救援构筑了我国综合减灾三大体系，正在尽可能将震灾损失降到最低。地震预测一直是世界性难题，其中一大困难在于现有技术手段很难探知从震源到地表的全过程。虽然人类目前仍然无法深入地球的“内心”，但当我们从太空望向地球时，观察、研究其磁场的变化情况或许将为地震预测提供新的视角与思路。在近期举办的第35届全国空间探测学术研讨会上，中国科学院国家空间科学中心研究员、国际宇航科学院院士、“张衡一号”卫星计划首席科学家兼工程副总设计师申旭辉，介绍了2018年发射的我国地震立体观测体系天基观测平台首颗卫星“张衡一号”在轨运行5年取得的进展。5年时间里，电磁监测试验卫星“张衡一号”已经观测到全球约60次7级以上地震、近600次6级以上地震、数万次5级地震。“我们发现，高达80%的6级以上地震在发生前半个月有明显前兆信号，较多出现在震前一周左右。通常卫星探测到的前兆信号不会出现在震中的正上方，往往偏离震中几百公里。”申旭辉介绍道。卫星监测突破了传统地震科学研究的限制，电磁波可以从地下到太空跨圈层传播。统计数据表明，空间电磁扰动与地震发生具有明显相关性。科学家通过卫星可以将电磁观测范围拓宽至全球尺度。从震例观测、收集的角度来讲，“天上一年等于地面二三十年”。卫星监测可以让科学家开展大样本统计研究，为检验各种方法和模型提供了基础。“张衡一号”能够发挥空间对地观测的大动态、宽视角、全天候优势，通过获取全球电磁场、电离层等离子体、高能粒子观测数据，对中国及周边区域开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪，弥补地面观测的不足，开辟了探索地震监测预测新途径。不过，申旭辉也坦言，目前大量前兆信号都是在地震发生后通过数据回溯找出来的，只有少量数据是提前发现的，这是因为数据处理非常复杂，在有限的人力和计算能力条件下无法对全球数据做到实时跟踪。申旭辉表示，现有空间卫星技术手段还无法实现时间、地点、强度三要素具备的精确地震预报，要想真正实现地震预报不能单靠一颗卫星，还要依赖地震学、电磁学、大地测量学、地球化学等多学科、多手段相结合。探测仪“能摸会闻”搜救废墟被困人员在2022年4月发生的长沙居民自建房倒塌事故中，一款由应急管理部上海消防研究所和中南大学联合研发的基于多输入多输出（MIMO）雷达的人体目标辨识与定位装备和多模融合生命探测仪大显身手。救援人员利用MIMO雷达人体目标辨识与定位装备，成功探测到3名被困人员的具体位置，为后续精准救援提供技术支撑。同时，救援人员借助多模融合生命探测仪，通过视频系统深入到废墟缝隙中，确定了2名幸存者的被困位置及周围环境，帮助救援人员科学决策、精准施救。应急管理部上海消防研究所高级工程师李震告诉科技日报记者，这两款新型生命探测装备是“十三五”国家重点研发计划项目“复杂灾害条件下生命搜救装备研究与应用示范”的最新成果。基于MIMO雷达的人体目标辨识与定位装备具有探测距离远、定位精度高、识别数量多的功能特点，可以准确搜索定位废墟下被困人员位置，实现多个目标的三维定位，降低误报率，提高探测结果的置信概率，使灾害救援现场搜救效能得到显著提升。多模融合生命探测仪则能够综合利用多种传感器对废墟内被困人员进行探测，并将雷达回波、图像和声音等信息无线传输到手持终端进行综合判断分析，其可有效克服单一传感器探测的技术缺陷，提高生命搜救效率。不只“耳聪目明”，有的新型生命探测设备还“能摸会闻”。中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员陶虎团队受星鼻鼹鼠“触嗅融合”感知启发，将嗅觉、触觉传感器与机器学习算法融合，研发出了“触嗅一体仿生智能机械手”（以下简称智能机械手）。该装置可以在人体被瓦砾石堆覆盖的场景下，协助开展应急救援。在模拟救援中，智能机械手对包括人体在内的11种典型物体进行了识别，准确率达96.9%。智能机械手内部的触觉传感器通过接触抚摸感知压力的变化，采集物体的硬度、轮廓和局部的样貌信息。智能机械手的嗅觉传感器中装有特定的气敏材料，它们在接触特定气体后会产生电阻变化。特定的气体组合又代表特定的物质，例如硫化氢、氨气等就是人体的特有气味。救援人员只需让智能机械手进行触摸，结合传感器采集信息，智能机械手就能够快速判断出被救人员的位置。该研究第一作者、中国科学院上海微系统与信息技术研究所博士生刘孟玮表示，模拟环境的测试已证明智能机械手具备实战能力。一旦出现紧急灾害，智能机械手即可投入救援。目前智能机械手已经具备基础的仿生和传感器功能，相关研究团队还将深化研究，通过进一步提升传感器性能和精进算法，智能机械手未来还能够敏锐地捕捉人体的脉搏，进而判断其生命体征。给台风“做CT”提升气象预报能力台风是发生在西北太平洋和南海海域的强热带气旋，台风活动有显著的季节性特征，大多数台风发生在夏秋季节。台风带来的主要灾害有暴雨、大风和风暴潮等。作为一个多台风影响的国家，几乎年年夏天，我国沿海省份的群众都会紧张地关注着台风动向，相关部门也严阵以待。在广东省茂名市电白区莲头半岛东南方6.5公里外的海上，矗立着一座铁塔，这是我国首个海洋气象综合观测平台——博贺海洋气象野外科学试验基地（以下简称基地）海上综合观测平台。这里是我国观测台风的最佳地点之一。近年来，该试验基地已经发展成为我国海洋灾害性天气研究最重要的野外观测试验基地，为认识和理解台风、海雾和冬春季海上大风等天气过程的边界层过程和致灾机理，积累了一批宝贵的实测数据，在台风预测、海洋灾害防治中发挥着重要作用。中国气象局广州热带海洋气象研究所海洋气象观测研究组首席黄健介绍，台风本质上是在海上生成的超大涡旋，当台风快要登陆时，利用观测平台上先进的海洋气象观测设备，可以给台风“做一个综合CT扫描”，从而得到关于台风的一些数据。这些数据可以用来优化现有台风预报模型的物理过程参数化方案，进一步提升数值模式对台风路径和强度的预报能力，为防治台风带来的次生灾害提供参考。目前，依托该平台，相关研究团队已经进行登陆台风观测试验研究29项，包括威马逊、天鸽、暹芭等。不仅如此，基地还首次对华南沿海海雾开展综合观测试验，迄今共观测到30多个典型华南海雾。无人机“天降神兵”迅速控制森林火情5月5日，四川攀枝花东区弄弄坪街道高峰社区后山发生森林火灾。经过救援人员两天两夜的扑救，明火已于5月7日凌晨被扑灭。每年我国都会发生多起森林火灾，给群众生命财产造成极大威胁。仅今年4月，全国已发生森林火灾56起，而森林火灾的消防救援一直是世界性难题。“森林火灾往往发生在干旱、气温较高的季节，且具有火势大、扩散快、点多面广的特点。而且不少森林火灾发生在山区，地形崎岖，交通不便，极大增加了灭火的危险性。”中国低空安全研究中心主任、中国无人机产业创新联盟副理事长孙永生此前在接受科技日报记者采访时说。无人机可以帮助解决森林消防中“盲区多、危险性强”等问题。此前在北京延庆区的一场森林防火实战演练中，无人机应急救援团队率先用无人机飞达消防员无法到达之地，化作“天降神兵”，展开全面无死角侦察。其搭载的多种摄像头实时对灾害现场进行画面直播，观察灾害现场情况。无人机一旦发现燃点，迅速报出准确坐标，并绘出火场3D态势图，辅助决策者进行指挥调度，快速执行精准救援计划。森林消防对无人机的基本要求是发现早、反应快、决策准、效果实。森林火灾的起因往往是复杂的，不同的火情需要针对性的灭火方案和灭火设备。无人机可以装载多种类型的灭火剂，并根据现场情况进行使用。航天科工仿真技术有限责任公司无人机灭火系统设计师杨兴光表示，对于森林消防来说，单一的无人机由于载重、处理能力等限制，难以直接有效扑灭火灾。为了消除隐患，将火灾尽量遏制在初生阶段，通过采用无人机蜂群战术，将智能算法注入无人机群，形成层次化布局、协同作战，能够大大提升森林火灾的灭火效能。

近日，中科院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室地球与行星磁场及宜居性学科组的申建勋博士后与合作导师林巍研究员等，利用激光诱导击穿光谱（LIBS）对地球类火星环境中岩石样品的光谱特征进行了研究，结合拉曼光谱测量，探讨了LIBS技术在火星生命信号筛选中的应用潜力。该研究选取了柴达木盆地西北干旱区岩滩的一块典型岩石碎屑样品（图1），分别利用拉曼光谱和LIBS对样品不同部位（岩上、岩侧和岩下）的数百个点进行了系统分析。图1 柴达木盆地采样点（a）地形图、（b）地质图以及（c和d）石英岩碎屑样品拉曼光谱分析显示岩下部位存在能够吸收紫外辐射并清除氧自由基的β-胡萝卜素，指示了岩石下部有耐辐射微生物群落的存在。而岩上、岩侧未检测到有效的微生物信号，仅发现石英和少量其他矿物信号（图2）。该研究结果表明在环境恶劣的类火星地区，岩石下部为微生物生存提供了适宜的生态位，未来的火星生命探测中可以着重关注火星岩下区域。同时结合前人研究，揭示出合成色素分子是类火星极端环境微生物的一类重要生存策略。图2 柴达木盆地西北干旱区类火星环境石英岩碎屑样品部分测量位点的拉曼光谱图。Qz：石英；Fr：锌铁矿；Hm：赤铁矿；Cr：β-胡萝卜素为了评估LIBS筛选生命信号的潜力，进一步对该样品的岩上、岩侧和岩下不同部位进行了LIBS分析。研究显示样品不同区域的LIBS光谱整体特征类似，但利用多元统计分析方法（主成分分析法PCA和相似性分析ANOSIM）可以对岩石样品不同部位的LIBS光谱数据进行区分（图3）。进一步分析区分样品的波段信息，发现涵盖了部分钙、镁的峰区和一些可能由于生命化学元素空间分布而产生的相互作用信号。以上结果表明，在样本均质程度较高但有足够样本量的前提下，基于LIBS数据的多元统计分析可以作为快速筛选潜在生命信号的一种手段，再结合其他探测技术，有望在火星生命信号的原位探测中发挥作用。图3 类火星环境石英岩碎屑样品部分测量位点的LIBS光谱图（左图）与PCA散点图（右图）研究成果发表于美国化学学会旗下期刊ACS Earth and Space Chemistry（申建勋，刘立，陈妍，孙宇，林巍. Geochemical and biological profiles of a quartz stone in the Qaidam Mars analog using LIBS: Implications for the search for biosignatures on Mars[J]. ACS Earth and Space Chemistry, 2022. DOI: 10.1021/acsearthspacechem.2c00129）。该成果受中国科学院、国家自然科学基金、中国科学院地质与地球物理研究所等联合资助。

施普林格自然旗下学术期刊《自然-通讯》最新发表一篇天文学论文指出，作为探测火星生命面临的一项挑战，当前火星上部署的科学仪器，可能达不到在火星环境下发现可能生命迹象的灵敏度。论文第一作者在位于智利的“红石”检测地点。Margarita Azua摄位于智利的“红石”检测地点1。Armando Azua-Bustos摄该论文介绍，自1970年代启动“维京”(Viking)任务以来，人类为寻找火星上的生命迹象一直在反复尝试。如今，半个世纪后，美国宇航局(NASA)的“好奇号”和“毅力号”火星车也只能发现含量很低的简单有机分子。这些结果引出了一些疑问：当前设备的水平或是火星岩内部物质的特性是否限制了人们找到生命证据的能力。论文通讯作者和第一作者、西班牙天体生物学研究中心和智利自治大学生物医学科学研究所阿玛多阿祖亚布斯托(Armando Azua-Bustos)与合作者一起，测试了当前与先进实验室设备一起或可能送上火星的仪器，使用它们分析了来自“红石”(Red Stone)的样本。“红石”是位于智利阿塔卡马沙漠一个河流三角洲的沉积物化石遗存。这些沉积物是在1.6亿-1亿年前极度干旱的条件下形成的，与“毅力号”正在火星上研究的耶泽罗陨击坑具有相似的地质学特性。论文第一作者在位于智利的“红石”检测地点。Margarita Azua摄论文作者利用高灵敏度的实验室技术，发现了已灭绝微生物和现生微生物的混合生物特征。微生物培养和基因测序结果显示，这些DNA序列中有很多主要来自无法辨认的“暗微生物组”，其大部分遗传物质来自从未描述过的微生物。不过，对火星上在役检测仪器的分析显示，这些设备几乎无法在检测限探测到分子化石特征。《自然-通讯》同期发表同行专家的“新闻与观点”文章指出，如果数十亿年前火星上确实有过生命，就会存在低水平的有机质，而这次研究结果表明，火星上当前使用的技术很难或是不可能检测到这么低水平的有机质。该观点文章还强调了将样本带回地球的必要性，因为这样才能得出火星上是否曾有生命的最终结论。

p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 6月24日6时左右，受强降雨天气影响，四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌，造成该村河道堵塞2公里，40余户100余名群众被掩埋，部分受灾区域通讯光缆、电网、铁塔等基础设施受损，通信中断。习近平对四川阿坝州叠溪镇新磨村山体高位垮塌抢险救援工作作出重要指示，要求全力组织搜救被埋人员，尽最大努力减少人员伤亡。李克强就抢险救援工作作出批示。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 搜救面积扩大 精密仪器投入使用 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 目前，抢险救灾工作已经进行了大约30个小时，救援人员夜以继日地工作，继续在现场搜救。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 四川阿坝消防部队的官兵使用“蛇眼”探测仪对事发区域进行生命搜索，这个探测仪是具备音视频功能的探测仪，最长能深入到石缝下3米。另外，阿坝消防部队还配备了搜救雷达，可以探测到石缝下7-8米的生命迹象。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/15994ae7-8d28-4c07-9422-ee95137172d6.jpg" title=" 1.png" / /p p style=" text-align: center " “蛇眼”探测仪 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/e429f506-4b91-4dbd-ae12-fc75672ffe3e.jpg" title=" 2.png" / /p p style=" text-align: center " 搜救雷达 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 同时，武警黄金部队使用激光扫描仪对山体进行扫描，从而构建三维地图，跟灾害发生之前的地图进行对比，为今后的科学施救提供依据。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/7b345abd-51ba-4a97-969e-6abad5202e8c.jpg" title=" 3.png" / /p p style=" text-align: center " 激光扫描仪 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 此外，一部分救援人员在塌方体对面聚集，展开搜救。为什么要在那么远的地方搜救？因为山体滑坡导致的巨大冲击力，当地的地形地貌发生了根本改变，河床抬高了近20米，河流的流向也发生了位移。所以在整个塌方体的边缘，很有可能有生命体存在。25日上午，在河对岸已经发现了一名遇难者的遗体。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 山体垮塌方量约800万立方米 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 24日晚11点，四川茂县前方新闻中心举行第二场新闻发布会，介绍了抢险救灾的情况。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 发布会上，“6.24”叠溪山体突发高位垮塌灾害抢险救灾前线指挥部指挥长王铭晖通报了具体详情。这次山体垮塌方量约800万立方米，最大落差1600米，河道平面2500至3000米，堵塞河道约2公里。目前，现场发现了部分人员遗体，待进一步核实后进行通报。经专家现场踏勘初步分析，这是一起降雨诱发的高位远程崩滑碎屑流灾害。下一步还要切实防范次生灾害，组织专家、技术人员现场勘验，开展隐患排查、传染病防控和水质监测等工作。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/806e5834-d07d-4d16-93f4-82c30bf7be25.jpg" title=" 4.png" / /p p style=" text-align: center " 灾害发生现场 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong & nbsp 118名失联人员身份已经确认 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 在发布会过后不久，阿坝州政府发布消息，灾害中118名失联人员身份已经确认，具体名单和联系电话0837-7428325也已经公布在阿坝州政府门户网站，希望社会各界帮助寻找线索。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 安排110余村民向小学转移 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 鉴于次生灾害观测难度大，当地已安排附近村组磨坊沟25户110余名村民向叠溪镇上的叠溪中心小学转移。叠溪松坪沟景区游客中心的空地也搭起了帐篷。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong 今明两天有阵雨 对救援影响不大 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 持续的降雨天气是此次茂县山体垮塌灾害发生的重要原因之一，而据中央气象台的消息，今明两天，该地区依然为阵性降雨天气，不过雨量相对较小，对救援影响不大。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp strong & nbsp 联合国秘书长向中方表达慰问 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 针对茂县山体垮塌造成人员伤亡一事，联合国秘书长古特雷斯24日通过发言人发表声明，向中国人民和政府致以慰问，对人员伤亡表示悲痛。古特雷斯表示：如有需要，联合国愿以力所能及的方式向中国提供支援。 /p p br/ /p

7月28日上午，南京市塑料四厂发生爆炸。据江苏省公安消防总队有关人员介绍，发生事故现场为栖霞区南京塑料四厂拆迁工地，由于丙烯管道被施工人员挖断，泄漏后发生爆炸。南京市消防支队已经派出15辆消防车、85名官兵赶赴现场，对周边被引燃的车辆和建筑残火进行扑救，控制火情。目前，事故已造成10人死亡，现有120人住院治疗，其中14人伤情危重。 南京市组织了900名机关和社区干部对周边受爆燃事故影响的居民进行入户调查，做好思想工作，调集发放生活物资，为部分居民安排住所。城建部门对受损房屋进行维修，供水、供电、供气基本恢复，经环保部门监测，事故没有影响环境质量。 　　据现场初步勘察，爆燃原因是由于在停产厂区进行平整场地过程中，挖掘机械碰断管道，造成可燃气体泄漏爆燃。目前，携带生命探测仪和搜救犬的消防队员正在搜救埋压人员。 7月28日拍摄的事故现场。 7月28日，消防队员正在事故现场灭火。 7月28日，消防队员正在事故现场灭火。 7月28日，爆炸现场附近一家汽车专卖店的玻璃被震碎。 7月28日，消防车赶到爆炸现场参与灭火。 7月28日，救援人员进入事故现场进行处置。 7月28日，爆炸现场附近一建筑的顶棚被气浪掀翻。 相关报道：南京启动“7-28”可燃气体爆炸气象监测服务(图)

心磁信号探测的意义　　人体磁场能够反应人体内部各种组织及器官的信息。对人体磁场进行测量可获得有关人体疾病的信息，其检测效果及便利程度已超出对人体生物电的测量。心磁大小大概在几十pT量级，相较于脑磁而言，是人类较早研究的人体磁场之一。　　心脏的心房和心室肌肉的周期性收缩、舒张伴随着复杂的交变生物电流，由此产生了心磁图（Magnetocardiography, MCG）。相比于心电图（Electrocardiogram, ECG），心脏磁场检测不受胸壁等组织的影响，并且心磁图可通过多角度、多维度传感器阵列对心脏磁场进行探测，从而提供更多的心脏信息，实现对心脏病灶的精准定位。相比于CT、核磁等心脏研究技术，心磁图完全无辐射。目前心磁图技术日益成熟，已有超过10万例临床应用，主要体现在以下几方面：　　01冠心病冠心病是常见病、多发病，据统计，目前我国冠心病患者已超过1100万人。冠心病是最常见的死因，致死人数甚至超过所有肿瘤死亡人数的总和。针对冠心病，MCG主要是对心肌缺血造成的心肌复极不一致进行检测。例如，Li等研究人员对101例冠心病患者和116名健康志愿者进行MCG测量。结果表明，冠心病患者的R-max/ T-max、R值、平均角度三项参数显著高于正常人。101例冠心病患者中，MCG、心电图和超声心动图检测出心肌缺血的比例分别为 74.26%、48.51%和 45.54%，由此可见，MCG对冠心病患者的诊断准确率明显高于心电图和超声心动图。　　参考文献：Int. J. Clin. Exp. Med. 8(2):2441-2446(2015)　　02心律失常　　心律失常是指心脏冲动在起源部位、心搏频率和节律以及冲动传导的任何环节出现异常。据统计，中国心律失常患者人数为2000多万。MEG可用于对心律失常患者病灶的准确定位。Ito等研究人员对51名心律失常患者进行研究，通过分析心磁图的3项参数，能够判断导致心律失常的不同病灶部位（右心室流出道、主动脉窦），其准确率达94%。　　参考文献：Heart Rhythm, 11(9):1605-1612(2014)　　03 胎儿心脏检查　　中国每年有约10-20万先天性心脏病的患儿出生。当前，胎儿心电图常常受到胎儿表面皮脂腺、羊水及羊膜等影响，无法准确获得心脏活动信息。与胎儿心电图不同的是，由于磁信号不受人体组织干扰，胎儿心磁图能准确地反映胎儿的心脏情况，是目前唯一可以实现在孕期检测胎儿心脏活动的手段。Campbell 等研究人员观察了因胎儿室上性心动过速而入院的两名单胎妊娠患者和一名双胎妊娠患者，运用 MCG 来监测孕妇及胎儿心律失常情况，并基于此开展药物治疗，结果显示，研究中的3例胎儿心律失常患者均得到了有效的治疗。　　参考文献：Obstet Gynecol,108(3-2):767-771(2006)　　心磁探测手段　　心磁技术发展几十年，心磁图仪大致可分为超导式心磁图仪和非超导式心磁图仪两种。超导式心磁图仪以磁通量子化和超导约瑟夫森结效应为技术基础，是较早进入临床应用的心磁图仪。目前国内外已经有成熟的生产厂商，如：美国Cardio Ma、德国SQUID AG、芬兰Neuromag、中国漫迪医疗、卡迪默克等。漫迪医疗超导式心磁图仪超导式心磁图仪需要搭配大型磁屏蔽房，且在使用时需大量液氦制冷以维持超导状态，而随着当前全球氦气资源紧缺，液氦价格不断上涨，再加上我国氦气资源基本依赖进口，因此导致其运行成本极高，极大地限制了临床应用。然而心磁图又具备显著的临床有效性，故科学家们一直在探寻替代方案。基于多通道原子磁力计探测成人心磁　　原子磁力计是近些年发展起来的具有超高灵敏度的磁力计。2012年科学家利用基于碱金属的原子磁力计，搭建了4通道超灵敏原子磁力计阵列（每个通道的灵敏度可达6-11 fT/Hz1/2），成功在磁屏蔽房中获得了成人的心磁图。　　参考文献：Phys. Med. Biol. 57 (2012) 2619-2632由于基于原子磁力计的心磁图仪几乎没有运维成本，因此具有大规模临床应用的潜力。2017年，美国Genetesis公司开始进行基于原子磁力计的心磁图仪的研发，随后推出了全球首台基于原子磁力计的心磁图仪CardioFluxTM，目前已投入临床使用。　　基于原子磁力计的心磁图仪现已成为心磁测量领域的重要发展方向，原子磁力计作为其核心部件，在进一步提高心磁测量灵敏度的同时有效降低了运行成本。在国内，国仪量子基于在量子精密测量领域深厚的技术积累与应用实践，研制并发布了量子自旋磁力仪（SpinMag-I）。国仪量子量子自旋磁力仪　　国仪量子自研的量子自旋磁力仪（SpinMag-I）利用碱金属原子（Rb-87）外层电子自旋性质，以泵浦激光作为操控手段，使碱金属原子产生自旋极化。在外界弱磁场的作用下，碱金属原子发生拉莫尔进动，改变对检测激光的吸收，从而实现高灵敏度的磁场测量。量子自旋磁力仪具有灵敏度高、体积小、能耗低、易于携带的特点，未来将引领人类在科学研究、生物医学等磁传感领域进入量子时代。

近日，中国“天问一号”、美国“毅力号”以及阿联酋“希望号”火星探测器飞抵火星轨道。中国“天问一号”携13台科学仪器踏入环火轨道2月10日，“天问一号”火星探测器顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环火轨道。据了解，天问一号共携带了13个高科技科学仪器，火星磁力仪，火星矿物学光谱仪，火星离子和中性粒子分析仪，火星高能粒子分析仪，火星轨道地下探测雷达，地形摄像机，火星探测器地下探测雷达，火星表面成分检测器，火星气象监测器，火星磁场检测器，光谱摄像机，还有两个先进摄像头。其中，轨道器配备了7个科学仪器，火星巡视车配备了6个科学仪器。火星表明成分探测仪结合了被动短波红外光谱探测和主动激光诱导击穿光谱探测技术，可以探测火星表面物质反射太阳光的辐射信息，同时其可主动对几米内的目标发射激光产生等离子体，测量原子发射光谱可准确获取物质元素的成分和含量。火星矿物光谱分析仪搭载在火星环绕器上。在环绕器对火星开展科学遥感探测期间，该仪器可在近火段800km以下轨道，通过推帚式成像、多元实时动态融合的总体技术，获取火星表面的地貌图像与相应位置的光谱信息，为探测火星表面元素与矿物成分等提供科学数据。小型化、高集成化是深空探测载荷发展的主要趋势。火星离子与中性粒子分析仪采用从传感器到电子学进行最大限度共用的设计思路,在一台仪器中实现对离子和能量中性原子进行能量、方向和成分的探测,大大降低了仪器对卫星平台的资源需求。仪器采取静电分析进行离子的方向和能量测量、采取飞行时间方法进行离子成分的测量。中性原子采用电离板电离成带电离子,后端的能量测量和成分测量与离子相同。鉴定件样机已经完成了初步的测试定标,结果表明其满足设计要求。 阿联酋“希望号”携3组设备抵达火星当地时间2月9日，阿联酋“希望号”火星探测器抵达火星，对火星大气开展科学研究。这是阿联酋首枚火星探测器，由阿联酋和美国合作研制。“希望”号探测器历经半年时间，飞行近5亿公里，阿联酋由此成为第五个到达火星的国家。“希望”号于2020年7月20日从日本鹿儿岛县种子岛宇宙中心发射升空。“希望”号主要任务是研究火星气候和大气的日常和季节变化。由于阿联酋政府明确要求该国项目团队不能直接从别国购买探测器，阿联酋的工程师深度参与了合作研发。“希望”号高约2.9米，其太阳能电池板完全展开时宽约8米，重1.5吨，携带3组研究火星大气层和监测气候变化的设备。“希望”号的主要任务是拍摄火星大气层图片，研究火星大气的日常和季节变化。与人类今年计划发射的另外两个火星探测器不同，“希望”号不会在火星着陆，而是在距火星表面2万至4万公里的轨道上环绕火星运行。“希望”号绕火星运行一周需要大约55小时，它将持续围绕火星运行至少两年。美国“毅力号”漫游者火星车将登录火星美国宇航局的“毅力号(Perseverance)”漫游者火星车目前计划于2021年2月18日着陆。该次着陆顺序大多为自动化。据了解，“毅力号”（Perseverance）火星探测器为NASA公布的新一代火星车，由美国的初一学生亚历山大马瑟命名，用于搜寻火星上过去生命存在的证据。2020年5月18日，NASA公布“毅力号”火星车多项测试视频集锦，由于火星车登陆后无法对其进行维修，团队需确保其能承受极端温度变化及持续辐射的环境。2020年7月30日，美国“毅力”号火星车从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。毅力号探测器将进行一次近7个月的火星旅行，并于2021年2月18日在火星杰泽罗陨坑（Jezero）内以壮观的“空中起重机”方式安全着陆。“毅力号”是一个2300磅（1043千克）的火星车，是世界最大的行星漫游车。其样品处理臂由一对组件组成：Bit Carousel和Adaptive Caching Assembly（自适应缓存装置），它们将用于收集、保护这些灰尘和岩石样本并将其返回给科学家。Bit Carousel 由9个钻头组成，火星车将使用它们钻入地面，拉动样本并将它们传递到火星车内部，以通过自适应缓存装置进行分析。该系统具有七个电机和总共3000个零件，并负责存储和评估岩石和灰尘样品。毅力号身上总共安装了五款成像工具，首先是桅杆头上的SuperCam（位于大的圆形开口中），其次是两个位于桅杆下方灰框中的Mastcam-Z导航摄像头。激光、光谱仪、SuperCam成像仪将用于检查火星的岩石和土壤，以寻找与这颗红色星球的前世有关的有机化合物。两台高分辨率的Mastcam-Z相机能够与多光谱立体成像仪器一起工作，以增强毅力号火星车的行驶和岩心采样能力。该探测器的10个科学设备中有一个叫做“MOXIE”，它能从火星稀薄、以二氧化碳为主的大气层中制造氧气，这些的设备一旦扩大规模，就可以帮助未来宇航员探索火星，这是美国宇航局将在21世纪30年代实现的重要太空目标。此外，一架被命名为“Ingenuity”的1.8公斤重的小型直升机将悬挂在毅力号腹部位置抵达火星，一旦毅力号找到合适位置，Ingenuity直升机将分离，并进行几次试飞，这将是首次旋翼飞行器在地外星球飞行。美国宇航局官员表示，如果Ingenuity直升机成功飞行，未来火星任务可能经常采用直升机作为探测器或者宇航员的“侦察兵”。旋翼飞行器可以进行大量科学勘测工作，探索难以到达的区域，例如：洞穴和悬崖。同时，Ingenuity直升机配备一个摄像系统，可以拍摄具有重要研究价值的火星表面结构 。美国洞察号执行任务失败，被迫“冬眠”然而，火星探测并非一帆风顺，与此同时，也传来了美国“洞察号”任务失败的消息。“洞察”号火星无人着陆探测器是美国宇航局向火星发射一颗火星地球物理探测器，它的机身设计继承先前的凤凰号探测器，着陆火星之后将在火星表面安装一个火震仪，并使用钻头在火星上钻出迄今最深的孔洞进行火星内部的热状态考察。根据项目首席科学家布鲁斯巴内特（Bruce Banerdt）的说法，这一探测器将是一个国际合作进行的科学项目，并且几乎是先前大获成功的凤凰号探测器的翻版。据了解，洞察号搭载完全不同的3种科学载荷，包括两台由欧洲提供的仪器，专门设计用于探查这颗红色星球的核心深处，从而了解与其形成过程相关的线索。它将探测这里是否存在任何地震现象，火星地表下的地热流值，火星内核的大小，并判断火星的内核究竟处于固态还是液态。巴内特说：“地震仪设备（即SEIS，全称为‘内部结构地震实验’）由法国提供，地热流值探测仪（HP3，即热流和物理属性探测仪）则由德国提供。按照计划，热流探测器需要将探头打入地下5米深的位置。然而，由于热探针始终无法获得挖掘所需的摩擦力，美国NASA官方宣布，用于探索火星的洞察号执行任务失败。与此同时，由于“洞察”号使用太阳能电池板从太阳获取能量，而火星的冬季也是火星距离太阳最远的时候，再加上洞察号火星探测车的太阳能电池板目前被灰尘覆盖，大大减小了它能获取到的太阳能，“洞察”号将被迫进入“冬眠”。火星探测道阻且长。

一． 近红外双模式单光子探测器介绍SPD_NIR为900nm至1700 nm的近红外范围内的单光子检测带来了重大突破。 SPD_NIR建立在冷却的InGaAs / InP盖革模式单光子雪崩光电二极管技术上，是NIR单光子检测器的第一代产品，可同时执行同步“门控”（GM）和异步“自由运行”（FR ）检测模式。 用户通过提供的软件界面选择检测模式。冠jun级别的器件具有低至800 cps的超低噪声，高达30％的高校准量子效率，100 ns最小死区，100 MHz外部触发，150 ps的快速成帧分辨率和极低的脉冲 。 当需要光子耦合时，标准等级可提供非常有价值且经济高效的解决方案。基于工业设计，该设备齐全的探测器不需要任何额外的笨重的冷却系统和控制单元。 经过精心设计的紧凑性及其现代接口使SPD_NIR非常易于集成到最苛刻的分析仪器和Quantum系统中。OEM紧凑型 多通道控制器软件界面二． 近红外双模式单光子探测器原理TPS_1550_type_II是基于远程波长自发下变频的双光子源。TPS_1550_type_II采用波导周期性极化铌酸锂(WG-ppln)晶体，用于产生光子对。波导- ppln的转换效率比任何块状晶体都高2到3个数量级，并确保与单模光纤的高效耦合。0型和II型双光子的产生三． 近红外双模式单光子探测器应用特点特点： ▪ 自由模式 & 门模式▪ 集成电子计数▪ 校准后 QE可达 30%▪ TTL和NIM信号兼容▪ 暗记数 ▪ 盖革模式激光雷达▪ 量子密钥分发▪ 高分辨率OTDR▪ 光子源特性▪ FLIM 成像▪ 符合测试▪ 光纤传感四． 近红外双模式单光子探测器技术规格五． Aura 介绍AUREA Technology是法国一家知名的探测器供应商，公司致力于尖端技术的研发，基于先进的单光子雪崩光电二极管，超快激光二极管和快速定时电子设备，设计和制造了新一代高性能，功能齐全的近红外探测器。作为全球技术领导者之一，AUREA技术提供盖革模式单光子计数，皮秒激光源，快速时间关联和光纤传感仪器。此外，AUREA Technology直接或通过其在北美，欧洲和亚洲的专业分销渠道为200多个全球客户提供一流的专业支持。并与客户紧密合作，以应对当今和未来在量子安全，生命科学，纳米技术，汽车，医疗和国防领域的挑战。昊量光电作为法国AUREA公司在中国区域的独家代理商，全权负责法国Aurea公司在中国的销售、售后与技术支持工作。AUREA技术提供了新一代的光学仪器，使科学家和工程师实现卓越的测量结果。奥瑞亚科技与全球的客户和合作伙伴紧密合作，共同应对量子光学、生命科学、纳米技术、化学、生物医学、航空和半导体等行业的当前和未来挑战双光子是展示量子物理原理的关键元素，并实现新的量子应用。例如，双光子使量子密钥分发技术得以发展，以确保数百公里范围内的数据网络安全。在生物成像应用中，双光子光源产生原始的无色散测量。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

一、项目基本情况1、项目编号：8a8481129053e8a801905cf8340a14412、采购计划备案号：3、项目名称：湖北自然灾害应急能力提升工程基层防灾能力提升项目地震地质灾害救援类仪器采购（雷达生命探测仪等）4、采购方式：公开招标5、预算金额：06365.44(万元)6、最高限价：6365.44(万元)7、采购需求：采购地震搜索机器人5（台/套）；破拆机器人7（台/套）；雷达生命探测仪30（台/套）；音视频生命探测仪26（台/套；三维激光扫描仪5（台/套）；激光测距仪156（台/套）；漏电检测仪406（台/套）；边坡雷达2（台/套）；滚石雷达2（台/套）；地质雷达1（台/套）；全站仪5（台/套）；流动测震仪61（台/套）。详细采购需求见本招标文件第三章内容。8、合同履行期限：自合同签订之日起90个日历日内完成交付验收，具体分批次供货计划签订合同时约定。9、本项目（是/否）接受联合体投标：否10、是否可采购进口产品：011、本项目（是/否）接受合同分包：否12、本项目（是/否）专门面向中小微企业：否13、符合条件的小微企业价格扣除优惠为：10%二、获取招标文件1、时间：2024年07月08日至2024年07月12日，每天上午08:30至12:00，下午14:00至16:30（北京时间，法定节假日除外）2、地点：线上获取3、方式：方式：1)供应商请在湖北省成套招标股份有限公司网站（https://hubeibidding.com/）本项目公告最下方“相关下载”版块内点击下载按钮登录并提交相关信息，通过后即可下载文件；2)未注册账号的投标人/供应商，手机验证登录成功后即免费注册为会员。首次填写的单位等相关信息将与账号绑定，投标人/供应商应诚信、客观、真实和准确地填写相关信息，不能弄虚作假或假冒他人名义。文件获取的具体操作流程可在湖北省成套招标股份有限公司门户网站首页右侧下载中心下载《线上获取标书操作指引》查看；3)线上获取标书应填写、上传的材料包括：①法定代表人授权书加盖公章扫描件；②被授权人身份证正反面照片（被授权人应与登录账号的联系人为同一人）。4、售价：0(元)三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系1、采购人信息名 称：湖北省应急管理厅湖北省应急管理厅地 址：武汉市武昌区武珞路360号联系方式：027-873630512、采购代理机构信息名 称：湖北省成套招标股份有限公司地 址：武汉市武昌区东湖西路特2号平安财富中心B座7-10楼（东湖大厦正对面）联系方式：18502713922/15971430746/3357441256@qq.com3、项目联系方式项目联系人：程浩 徐淦 胡小康电 话：18502713922/15971430746/3357441256@qq.com

火星距离地球较近，是人类有望率先登陆的地外行星，因此一直是国际行星探测的重点目标，是除月球外人类探索最多的地外天体。火星大气数据测量能够建立和完善火星大气模型，而所有的火星航空器，例如气球、直升机、扑翼机和固定翼飞机等，必须参考火星大气测量数据进行开发和研制，才能确保其工作性能。这对未来开展火星探测研究、载人登陆和开发火星资源具有重要的意义。“天问一号着巡合影”　　1.火星大气数据测量是火星探测的首要任务　　在太阳系中，火星环境与地球最为相似，可能保存着太阳系生命起源和行星演化中，灾难性变化的最好记录，对研究地球起源与演化具有非常重要的比较意义，是探寻地外生命、探索生命起源与演化等重大科学问题最有价值的目标之一。火星距离地球较近，也是人类有望率先登陆的地外行星，因此一直是国际行星探测的重点目标，是除月球外人类探索最多的地外天体。　　火星大气数据测量是火星探测的首要任务，对了解探测器来流参数、大气环境和探索火星尘暴具有重要的意义。这种测量可以获取火星大气静压、密度和风速等参数，建立和完善火星大气模型，为下一步火星表面常规航空飞行器，如气球、直升机、扑翼机和固定翼飞机等开展探测提供技术支撑。　　这是因为，所有的火星航空器必须参考火星大气测量数据进行开发和研制才能确保其工作性能。因此，火星大气数据测量对未来探测火星、载人登陆和资源开发具有重要的意义。　　“天问一号”是我国首次探测火星的飞行任务，在国际上首次通过一次飞行任务实现火星“环绕、着陆、巡视”的三步跨越，是我国航天事业发展又一具有里程碑意义的进展。　　此次“天问一号”任务实现了中国火星探测零的突破，也是国内首次搭载火星进入大气数据测量系统（MEADS），获取了一手火星探测大气科学数据。这使国内行星科学大气探测研究取得显著进步，成功开启了中国行星大气探测的新征程。“天问一号”任务的实施，构建了中国独立自主的行星大气探测基础工程体系。　　目前，利用“天问一号”火星探测器搭载的大气数据测量系统，我国已成功获取了沿探测器飞行弹道海拔60千米以下的大气静压、密度、风速、总压、马赫数、攻角和侧滑角等珍贵数据，完善和修正了现有的火星大气数据模型，成为继美国之后，世界第二个近距离测量火星大气的国家。　　2.火星大气受环境影响非常多变　　我国此次“天问一号”的火星进入大气数据系统，其测量结果与欧洲航天局提供的火星大气模型偏差较大，特别是在20千米高度以下，静压偏差达到120Pa，相对误差接近100%。　　这种情况此前也曾出现过——美国“机智”号火星直升机，多次出现由于静压降低，在地面无法正常起飞的现象。可以推断，火星大气静压受到环境影响变化很大。这是对火星大气探测的新进展。　　此前，世界其他国家也多次开展了火星探测，在火星大气探测方面，也取得了很多进展。科学家们已经发现，火星大气非常稀薄，密度只有地球的1%左右，表面大气压500Pa~700Pa。　　火星大气的主要成分为二氧化碳和氮气等，而且经常有沙尘暴。火星大气层与地球大气层都有氮气、二氧化碳存在，这是火星与地球最大的相似之处。火星表面温度白天最高可达28℃，夜晚降低到-132℃，平均-57℃。虽然二氧化碳含量是地球的几倍，但因缺乏水汽，所以温室效应只有10℃，比地球的33℃低得多。火星大气的这些特征决定了深空探测器在火星进入阶段必须要经历比地球大气更稀薄、声速更低的大气环境，大气介质在飞行器高超声速进入中更易电离，电离后的高温气体将使探测器温度升高。　　二氧化碳是火星大气的主要成分。冬天时，火星的极区进入永夜，低温使大气中多达25%的二氧化碳在极冠沉淀成干冰，到了夏季则再度升华至火星大气中。这个过程使得极区周围的气压与大气组成在一年之中变化很大。　　和太阳系其他星球相比，火星大气有着较高比例的氩气。不像二氧化碳会沉淀，氩气的总含量是固定的，但因为大气中二氧化碳的浓度会在冬夏季发生变化，氩气在不同地点的相对含量也会随季节而改变。根据近期的卫星资料，南极区在秋季时氩气含量提高，到了春季则会降低。　　火星大气变化很大。当夏季二氧化碳升华回大气时，留下微量的水汽。季节性、时速接近400公里的风吹过极区，带着大量的沙尘与水汽，其中水汽造就了霜与大片卷云。2008年，美国国家航空航天局“凤凰”号发现火星地下冰——当地大气中的水分在晚上时会消失，同时土壤的水分则会增加。　　火星大气中含有十亿分之一级的微量甲烷，这由美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的团队于2003年首次发现。甲烷的存在十分吸引人，它是不稳定的气体，必有某种来源。据估计，火星每年产生约270吨的甲烷，但由小行星带来的只占0.8%。虽然地质活动也可提供，但火星近期缺乏火山活动，甲烷来自热液活动、热点等的可能性较低。微生物（如甲烷古菌）也可能是其来源之一，但尚未证实。火星甲烷的分布不是全球性的，这表示它在充分分布均匀之前就已被破坏，不过这也指出它是被不时释放至大气中的。目前火星探测计划希望寻找可能的伴随气体，借以推测其甲烷的来源。因为，在地球海洋中，生物产的甲烷常伴随着乙烯，而火山作用产生的甲烷则伴随着二氧化硫。　　2005年，有研究发现橄榄石与水、二氧化碳于高温高压下蛇纹岩化后可产生甲烷，过程与生物无关。在地表下几公里深即可满足反应的温压条件，且要维持目前甲烷浓度几十亿年，所需的橄榄石量并不多，增加了甲烷无机来源的可能。不过，如果要证实，就得发现此反应的另一产物蛇纹岩。　　欧洲航天局发现甲烷的分布不均匀，但却和水汽的分布相当一致。在上层大气这两种气体分布均匀，但在地表却集中在三处：阿拉伯地、埃律西昂平原和阿卡迪亚平原。有科学家认为这种一致性增加了生物来源的可能。如果要证明甲烷的分布与生物有关，探测船或登陆艇需要携带质谱仪，分析火星上碳12与碳14的比例（即放射性碳定年法），便可辨别出是生物还是非生物源。　　2013年，根据“好奇”号得到的进一步测量数据，美国国家航空航天局科学家报告，并没有侦测到大气甲烷存在迹象，测量值为0.18±0.67ppbv，对应于1.3ppbv上限（95%置信限），因此总结甲烷微生物活性概率很低，可能火星不存在生命。但是，很多微生物不会排出任何甲烷，仍旧可能在火星发现这些不会排出任何甲烷的微生物。　　3.火星航天器都携带大气探测传感器　　火星是太阳系中与地球最相似的行星，是最有可能存在生命和实现人类移民的星球。早在人类开始利用地基望远镜观测深空的时候，对火星的观测就开始了。随着航天科技的发展，人类开始使用航天探测卫星对火星进行详细探测，使系统性火星研究得以开展。　　2012年，美国国家航空航天局的火星科学实验室进入舱成功进入火星大气层，并在火星表面盖尔环形山位置安全着陆，实现了人类首次对火星大气数据的近距离测量研究，其上就携带了嵌入式大气数据传感系统，即火星进入大气数据系统。　　目前，火星研究使用的卫星探测数据主要来自美国和欧洲航天局的火星轨道探测器。火星大气和气候的研究是火星航天探测的主要目标之一，迄今发射的每一个火星航天探测器都携带有大气探测传感器用来研究火星大气的状态，分析火星气候乃至研究火星大气远古时候的状态，进而分析火星大气和气候长期演变的原因。　　由于火星大气非常稀薄，密度只有地球的百分之一左右，其大气的主要成分为二氧化碳和氮气等，而且经常有沙尘暴。这种恶劣的气候条件，对大气数据测量系统的软件和硬件设计产生很大影响。由于探测器在进入火星大气层的飞行弹道马赫数高达30，而到达近地面时马赫数接近2。飞行速域宽，出现马赫数无关性和化学非平衡反应效应等物理现象对火星大气数据测量算法建模造成很大困难。　　在此次“天问一号”的火星大气测量任务中，我们的科研团队针对火星探测器进入飞行弹道的高马赫数、化学非平衡效应和低动压等特点，提出了大气数据测量方法，并利用自主研发的航天计算流体力学软件平台（CACFD）的化学非平衡模型/完全气体模型计算，获得火星探测器宽速域飞行流场的表面压力点数据，建立了基于神经网络的火星进入大气数据系统（MEADS）算法模型。　　4.大气逸散和水汽变化是未来研究重点　　火星大气初期探测阶段主要目的是了解火星大气和气候的属性信息，确定火星大气是否适合生命的存在。二十世纪九十年代后多个火星探测器相继升空，获取了连续的火星航天观测数据，这一阶段火星大气探测的主要目的除了初期的目的之外，理解火星大气和气候的分布和变化规律，研究其演变历程也是主要目的。两个阶段中水汽都作为主要探测目标之一。　　火星就像一个低温、干燥的荒漠式地球，具有明显的季节变化和年际重复性，但南北半球具有不对称性。火星数十亿年前曾经拥有大气层和液态水，曾经适合生命繁衍。但如今的火星却是一个冰冷的不毛之地，曾经浓厚的大气层现在却变得十分稀薄。科学家推测，火星可能经历过重大变化。　　火星大气现状研究能为了解火星发展历程提供基础信息，这对解答火星上是否有生命存在和人类能否移民火星等问题非常重要。此外，研究火星大气和气候的演变过程可以更好地理解地球大气与气候变化，有助于预见地球气候变化带来的灾难性影响。　　火星的大气层从几十亿年前就已经开始流失，逐渐从一个湿润、温暖的宜居星球变成了寒冷干燥的沙漠。迄今为止，科学家们已经知道了火星磁层，但还没弄清磁层如何影响着火星大气层，以及太阳风到底输送了多少能量从而导致大气逸散，这也是未来开展研究的重要方向。　　大气温度是对大气状态的最基本的描述，也是热红外波谱反演大气参数和隔离行星地表热发射的起点。火星大气中常年悬浮着气溶胶，以沙尘和冷凝物两种形式出现，气溶胶会影响大气热结构和影响大气成分的时空分布，水汽含量在火星大气中虽然很少，但水汽是变化最显著的大气成分，水汽循环是火星气候研究的关键因素。　　因此火星大气研究最初多集中在大气温度、气溶胶和水汽的空间分布和时空变化以及三者之间存在的相互影响关系上。随着火星航天探测数据的增多，针对火星大气中的痕量气体(甲烷、水汽和臭氧等)成分的含量与分布研究开始增加。水汽是火星上变化最大的痕量气体，它的分布尤其是垂直分布，通过光化学反应和它产生的云的辐射效应影响其他大气过程。因而火星大气中的水汽是火星大气研究中最惹人注目的存在，而且水汽本身是变化剧烈的微量气体，对于火星气候循环有重要作用，也是火星上是否存在生命的佐证。　　尽管对火星水汽的观测已经进行了数十年，但对于火星水汽循环机制仍然知之甚少，来源具体在哪儿、空间分布的形成原因、水汽与气溶胶的耦合等也需要科学家们开展更多研究。　　（刘周、李国良、刘晓文、杨云军、周伟江为共同作者，作者单位为：中国航天空气动力技术研究院）

近日，国际学术期刊《深海研究》以封面文章形式报道了中国科学院海洋研究所研制的多代深海坐底长期观测系统在我国南海冷泉区连续多年布放，实现了对该区域高清影像资料、近海底理化参数等数据的连续获取。LOOP在我国南海冷泉开展原位观测 海洋研究所供图深海热液/冷泉区域，是地球多圈层物质与能量剧烈交换的区域，同时也是极端生命发育生长的区域，逐渐成为多学科交叉的深海极端环境研究热点，是地球科学与生命科学的新结合点。然而，深海热液冷泉区域的生物群落变迁、演化以及与周围环境的相互影响均是长时序活动，目前，基于无人缆控潜器（ROV）、载人潜水器（HOV）等水下潜器的短时、随机考察无法满足以上过程的长时间连续观探测需求。为此，研究团队突破水下耐腐蚀技术、能源管理技术等关键技术，探索新型水下布放及回收模式，研制了多代深海坐底长期观测系统（Long-term ocean observation platform, LOOP），实现了对观测区域高清影像资料、近海底理化参数及保压流体样品等数据样品的综合获取。记者了解到，与以往的自由落体式着陆器不同，LOOP为实时视频指导的缆放式着陆器。布放时通过搭载的水下高清摄像头实时观测落点位置，通过科考船配合可较为精确地控制布放位置，并且在海底着陆后仍可通过同轴缆根据实际情况调整观探测参数，保障最优观探测效果。回收时通过同轴缆直接回收。LOOP在设计之初，已经考虑到各类商业化传感器、自研原位探测装备等科学负载的通讯、供电需求。团队研发的深海多通道激光拉曼光谱探测系统（Multi-RiPs）多次搭载深海坐底长期观测系统布放于我国南海冷泉区域，在“发现”号ROV辅助下，布放拉曼探头、进行原位实验，并进行长期、原位、连续探测。LOOP布放模式 海洋研究所供图据介绍，自2016年起，中科院海洋所研制的多代深海坐底长期观测系统已先后多次布放于我国南海冷泉区域，其中，单次最长连续布放天数达659天，有效工作时间为414天，累计水下布放时间1070天。通过获取的数据资料，研究团队发现盐度和溶解氧含量在冷泉喷口附近的水平和垂直方向上具有很强的空间异质性，环境参数的空间异质性可能是冷泉区域化能合成群落空间分布不均的主要驱动因素之一。据悉，深海坐底长期观测系统提供了一种创新、可控的布放和回收模式，有望成为原位、长期、连续通用水下观探测平台。

记者从中国科学院沈阳自动化研究所（以下简称沈阳自动化所）获悉，该所太赫兹研究团队在红外探测领域取得关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3—8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。这项技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具。相关成果于1月20日刊发在《光学》上。　　相对于传统的可见光近红外波段，中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比，进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索，以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。　　针对当前中红外探测的瓶颈问题，研究团队提出了基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。研究团队负责人、沈阳自动化所研究员祁峰介绍，该方案的工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式可大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。　　经过深入分析研究多种晶体的光学特性，科研团队将目标锁定在硒镓钡晶体，该晶体由中国科学院理化技术研究所姚吉勇团队研制。祁峰介绍，硒镓钡晶体通常是作为波源使用，研究人员大胆尝试，将它作为探测系统的一部分，在掌握其光学特性的基础上设计了高性能光参量振荡器，优化了相位匹配条件，解决了弱信号环境下的强背景噪声抑制等问题，从而实现了收发一体的中红外系统。

整个8月份，全世界最令人兴奋的科学新闻无疑属于火星。2008年7月31日，美国宇航局（NASA）科学家宣布：“凤凰”号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生，从而确认火星上有水存在。 从19世纪70年代起，火星和它上面的水持续不断地挑逗着公众和科学家们的好奇心。随着“凤凰”号2008年5月25日成功登陆火星北极区之后，答案逐渐显现。一个火星与水的故事由此变得完整。 但是，8月5日，“凤凰”号发现的一种高氯酸根，又让这个故事顿生波澜，一时间在全世界引起广泛关注。 日前，多次参与NASA及欧空局火星探测研究的圣路易斯华盛顿大学地球与行星科学系华裔科学家王阿莲接受《科学时报》采访，解密“凤凰”号火星探测任务，带来这一神奇太空故事的完整版本。 火星发现水意味着什么 对火星上生命的探索是人类最核心的追求，这也是持续数十年水与火星缠绵故事的主题。无疑，火星发现水的消息是迄今这一故事最令人兴奋的高潮。 “‘凤凰’号此次发现的水实际是以冰的形态存在的。这的确是非常令人兴奋的发现，但事情都是一步一步做过来的。‘凤凰’号的发现只是火星探测一系列发现中最近的一次。”王阿莲十分理解公众的关切，但她更强调火星上水的发现是一个长期探索的自然结果，并非由“凤凰”号一蹴而就。 如何评价这一发现在人类火星探测历史上的地位？王阿莲表示，科学家们一直相信火星上有水的存在，并不断通过发射火星轨道卫星和登陆探测器进行求证。从“奥德赛”火星轨道卫星在火星赤道地区发现大量的氢，到此后火星登陆车“勇气”号和“机遇”号发现含水矿物，再到这次“凤凰”号在北极地区找到大量水冰存在的直接证据，科学家们对于火星水的探测是一步一步走到今天的。“毋庸讳言这一发现的重大意义，但这是一个历史延续的结果。” 实际上，美国在1999年曾发射过一台“火星极地着陆器”，但在着陆时失踪了。两台火星登陆车“勇气”号和“机遇”号的成功着陆和在近4年的探测中发现的大量含水矿物，既锤炼了队伍也鼓舞了精神。此次“凤凰”探测器利用了原来的“火星极地着陆器”的部分探测仪器，将其命名为“凤凰”号，是取凤凰涅槃重生的意思。因此，也可以说，“凤凰”号对火星水的突破性发现是集大成的结果。 神秘的高氯酸根 在7月31日NASA的正式消息公布的同时，有美国媒体援引NASA和科学界消息人士的话说，在火星上不但发现了水，而且在数星期后还将公布一项在研究火星土壤过程中获得的“更为实质性”的发现。该报道宣称，这项所谓的“更为实质性”的发现涉及到了在火星上“可能有生命存在”的问题。 报道确有其事，不过据王阿莲透露，当时获得发现的科学家非常激动，一不小心走露了消息，“耳朵很尖”的美国媒体赶紧报道，反而显得十分神秘。“NASA历来的外空探测项目都是由科学团队发布结果，一点没有要隐瞒的地方。” 很快谜底揭晓。8月5日，美国国家宇航局在其网站公布的最新消息中作出澄清，“凤凰”号探测器在火星土壤中检测到了高氯酸根。高氯酸盐是一种强氧化物质，通常认为其对微生物在火星上的存活不利，但在地球上的自然环境中又多有发现，例如其在智利干旱的阿塔卡玛沙漠土壤中自然存在。一些地球上微生物的食物也含有高氯酸根，并且某些植物能够浓缩这类物质。人工合成的高氯酸盐多被用来制造庆典时使用的烟火和火箭燃料。 对于生命存在具有重要意义的水在火星上被证实，本来是一个好消息，但被视为“生命的毒药”的高氯酸根的出现，似乎给那些希望找到火星生命的公众当头泼了一盆冷水。但科学家们却并不这样看。NASA网站上的消息公布了发现高氯酸根的全部过程。“发现高氯酸盐对于生命而言既不是好事也不是坏事，但它使我们重新评估对于火星生命的认识。”NASA喷气推进实验室的MECA（显微、电子化学及传导分析仪）首席科学家Michael Hecht表示。 “这是NASA一贯的政策。”王阿莲在接受《科学时报》采访时表示：“自NASA成立之日起，它就要面对公众，因为它花的是纳税人的钱，就要不断地发布消息，让公众知道它做了哪些事情，借此吸引公众的注意，同时激励年轻孩子们，他们将会成为下一代NASA的科学和工程团队。” 据王阿莲介绍，这次“凤凰”号上装备了两台重要的仪器，一个是MECA，是一种湿化学仪器，它有4个类似化学实验室中用的“小烧杯”。“凤凰”号机械臂把挖掘到的土壤放入其中，进行湿化学分析。MECA带有一些探测器，可以探测各种阴阳离子。“这次就发现了高氯酸根的信号，但不能肯定是哪一类高氯酸盐，因为样品已经溶化掉了。”另一个重要仪器是TEGA（热萃取气相质谱仪），它有8个“小炉子”，加热样品时会有气体逸出，其后有探测精度很高的质谱仪可以探测这些气体中到底含有什么成分。 “这次两个仪器获取的结果不完全一致，MECA检测到了高氯酸根，但是TEGA并没有捕捉到科学家们预期中的氯气逸出。”王阿莲说：“虽然不确定到底是哪种高氯酸盐，但是NASA还是要发布结果，这是为了更好地吸引公众。严谨的科学结论将最终发表在《自然》、《科学》和《地球物理杂志—行星科学》等学术期刊上。” 公众担心高氯酸根会对火星生命不利，对此王阿莲认为，高氯酸根并非是一种从根本上会抑制生命出现的有毒物质，生命物质中也发现有高氯酸根。“目前尚不确定‘凤凰’号发现的是哪一种高氯酸盐。不同的高氯酸盐有不同的性质，哪种阳离子与高氯酸根结合会对生命产生根本威胁尚待确定。” 此外，这些高氯酸根是否是“凤凰”号运载火箭带上火星的残留燃料也有待确认。王阿莲表示，在科学研究中进行认真的误差分析十分必要——“凤凰”号在火星极地的土壤中掘冰十分艰难，再将样品准确地放入“小烧杯”也需要作很多努力。这些操作和分析过程中都会产生一些误差，需要作出详尽的分析。NASA“凤凰”号的科学团队目前正处于非常忙碌的探测器操控阶段，后续还会有一些作基础研究的科学家加入进来，最终的结果将通过科学论文作出报告。 探寻火星生命：未竟的旅程 火星大气稀薄、气压很低，受到太阳辐射将快速增加动能，带动火星表土形成与地球上类似的尘暴，有时甚至发展成全球性的火星尘暴。尘暴也会对火星生命遗迹的存留构成威胁。加州大学教授乔治德罗利曾指出，火星尘暴产生的电场，会将火星稀薄大气里的水和二氧化碳分子割裂开来。那些分子能够自由地形成过氧化氢或者其他强氧化剂，这些物质将扫除火星表面对形成生命具有关键性作用的任何有机分子。 然而这并不能排除火星环境下可能的生命形态与地球不尽相同。“这个想法在所有作火星探测的科学家的脑海里都存在。”王阿莲表示。虽然不在天外生命探测的领域中工作，但是她通过学术会议大致了解其中的基本观点。“会有一些共同点，如需要有长时间的液态水存在，基本的氮、磷、氧、碳等可能还是基本的生命组成元素，但到底以什么样的化学键相结合还有待探索。” 在火星上寻找生命无异于大海捞针，现在人类仅仅走完第一步，找到了水，但接下来水的酸碱度是否适合还需要研究确证。此外，王阿莲认为，什么样的仪器能够真正探测火星生命还有待研究设计及证实。“这样的探测技术如果不成熟也不能马上飞，毕竟一个螺丝钉没有拧紧就可能前功尽弃，必须一步一步做严谨的工作。” 眼下，由于“凤凰”号找水的巨大成功，NASA决定将它的任务再延长至9月底。“从NASA的角度讲，送一套很贵的仪器上火星，只要能够工作就会继续尽量争取多出成果。”王阿莲说。据了解，发现高氯酸根有功的MECA的4个烧杯已经用了2个，余下的2个将继续用于分析火星土壤以重证高氯酸根的存在。“凤凰”号将继续在其周围进行挖掘，进一步提高冰在土样中的比率，不断摸索提高样品输入的准确性，并使用热萃取气相质谱仪作进一步分析。 除了寻找水和含有生命特征的物质之外，“凤凰”号还承载了一台由加拿大研制的极地低温“气象站”仪器，用来研究火星气候的变化。但目前，对“凤凰”号寿命最大的威胁是天气，因为它很接近火星北极，日照将越来越短，它的太阳能电池板将面临考验。 新的火星探测计划正在路上。NASA将于2009年发射“火星实验室”登陆车。欧空局的“地外火星”登陆车将于2013年发射，继续探索火星生命。执行这一计划的团队以欧空局科学家为主，美国派科学家参加。王阿莲2007年获得NASA资助，参与这项新的研究计划。

位于马德里的国家航空航天技术研究所，是一家专门从事航空航天研究和技术发展公共研究机构，计划于2018年执行一项火星探测任务，任务中将使用拉曼光谱仪器。 　　该任务由欧洲航天局与俄罗斯主导，它的目标是检测火星上过去或现在可能存在的生命证据，以及了解该行星上的水资源的发展历史。 　　航空航天技术研究所将使用紧凑、高效的拉曼光谱仪进行火星探测任务，Fernando Rull是这个项目的主要研究者。 　　一旦漫游者探测器在火星表面着陆，探测器的探头将收集火星表面下方两米处的样本。样品将被粉碎成细粉，在漫游者的分析实验室进行研究。 　　&ldquo 激光拉曼光谱仪将被用来分析这些样本，获取矿物信息和化学成分，检测可能存在的有机化合物，&rdquo Wasatch Photonics的CEO Gerald Heidt说，Wasatch Photonics公司生产用于拉曼光谱仪的高性能、体相全息光栅。（编译：刘丰秋）

欧洲航天局21日宣布，该机构计划于2022年发射的木星冰月探测器将搭载11套科学仪器，探索木星卫星上存在生命的可能性。 　　木星冰月探测任务于去年5月被欧航局列为“2015-2025宇宙愿景”首个大型任务。按计划，该探测器将于2030年抵达木星轨道，对木星及其卫星进行至少3年的观测。 　　欧航局科学项目委员会当天确定了木星冰月探测器将携带的11套科学仪器，包括照相机、光谱仪、激光测高仪、探冰雷达、磁力仪和粒子监测仪等。这些仪器将由来自15个欧洲国家、美国和日本的科学团队共同研发。 　　欧航局太阳系任务协调员路易吉・ 科兰杰利表示，这些仪器能够达成木星冰月探测任务的所有科学目标，从现场测量木星磁场，到远距离观测木星卫星表面与内部结构等。 　　木星拥有多颗卫星，有“小太阳系”之称。此前探索表明，木卫二、木卫三和木卫四上可能存在地下海洋。木星冰月探测器将对这三颗卫星进行探测，探索其上存在生命的可能性。

美国国家航空航天局（NASA）已经为木卫二探测任务选定了9种科学仪器来探索这颗神秘的冰质卫星是否具备适合生命存在的条件。 NASA的伽利略任务强有力地证明了木卫二的冰壳之下存在未知的海洋，体量大概是地球水资源的两倍。木卫二含有充足的盐水、岩石构成的海床以及由潮汐提供的能量和化学环境，可能成为太阳系除地球外存在生命的最佳地点。 NASA科学任务理事会副理事长约翰· 格伦斯菲尔德说：&ldquo 木卫二的冰冷表面和浩瀚海洋的系列证据一直困扰着我们，但最近匹配成功的伽利略太空船11次近距离飞行所获数据与哈勃望远镜观测的羽流反射月光数据，让我们惊讶地发现，这个新任务的潜力所在，这些被选定的仪器将揭开木卫二的神秘面纱，帮助我们寻找地外生命存在的更多证据。&rdquo NASA2016年财政预算报告中包含了3000万美元的木卫二任务预算。该任务将于2020年发射一个太阳能动力太空船进入木星轨道，在接下来的3年时间内，45次飞临木卫二，距离其表面25公里到2700公里不等。 据NASA官网27日消息，入选科学仪器包括摄像机、光谱仪，用以生成高分辨率木卫二表面图像并确定其构成；一个冰层探测雷达将用来确定冰壳厚度并寻找地下湖泊；任务还会携带一个磁强计来测量木卫二磁场的强度和方向，能够帮助科学家明确海洋的深度和盐度；热工仪表将搜查木卫二的冰冷表面，寻找最近发生的温暖海水喷涌；另一些仪器则会搜索稀薄大气中的水分子和微小粒子存在的证据。 哈勃太空望远镜在2012年于木卫二的南极地区观察到水汽，提供了水羽流存在的第一个强有力证据。通常羽流与地下海洋紧密联系，如果羽流的存在得到证实，将有助于科学家研究木卫二潜在的适合人类居住环境的化学组成。 去年，NASA邀请研究人员提交研究木卫二科学仪器的建议，总共有33个入选，最终有9个被选定于任务启动时升空。 木卫二项目科学家柯特· 尼尔博说：&ldquo 对于我们在太阳系内寻找支持生命的天体来说，又向前迈进了一大步，我们很自信，这套通用的科学仪器将在人们期盼已久的科学任务中有所斩获。&rdquo

1月25日，记者从中国科学院沈阳自动化研究所获悉，该所太赫兹团队在红外探测领域取得关键技术突破，实现了基于硒镓钡晶体的3-8微米中红外高灵敏探测，对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。该技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具，相关成果日前在国际学术期刊《光学》发表。相对于传统的可见光近红外波段，中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比，进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索，以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段，现有性能已难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求，探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。团队负责人、沈阳自动化所祁峰研究员介绍称，针对当前中红外探测的瓶颈问题，我们提出了基于激光频率变换技术的解决方案，设计并搭建了实验系统。其工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号，该近红外光携带了中红外光的信息且易于探测，通过这种间接探测的方式大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。

中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所研发团队研发了首款短波长激发时间与光谱分辨新型双光子显微镜，该显微镜创新性地采用中心波长为520 纳米的锁模飞秒光纤激光器作为双光子激发光源，可以有效地激发短波长波段荧光团，利用连接光谱仪的时间相关单光子计数模块，可实现荧光光谱和荧光寿命的同时检测。该技术可以实现紫外波段自体荧光的有效激发与探测，极大地拓展了双光子成像技术的应用范围，为无创观测生物样品及生命过程提供了一种新的研究工具。该成果于近日发表于生物医学光学领域知名期刊《生物医学光学快报》上。生物体中，普遍存在着具有内源性荧光团的生物分子，内源性荧光团的三维成像可以在不干扰生物环境的情况下对重要生物过程进行无创体内检查，如代谢变化、形态改变和疾病进展，是组织成像和跟踪细胞代谢过程的有力工具。双光子显微镜具有天然的光学切片能力，无需物理切割就可以实现生物组织的三维高分辨成像。双光子显微镜跟内源性荧光团的结合可以实现活体生物组织无标记成像，对很多生命活动的研究具有非常重要的意义。然而，传统的双光子显微镜是以钛宝石激光器作为光源，只能对可见光波段的内源性荧光团进行探测，很难探测到信息更丰富的短波长荧光团。 深圳先进院郑炜团队首次研制出采用520纳米超快激发源搭建光谱分辨的双光子荧光寿命成像系统，可以有效激发和探测传统双光子显微系统无法成像的一系列短波长荧光团。为了验证该系统的实用性，研究团队首先系统地评估了生物组织中典型的短波内源性荧光团纯化学样品在520纳米激发下的荧光寿命和光谱特性，包括荧光分子酪氨酸、色氨酸、血清素、烟酸、吡哆醇和NADH，以及角蛋白、弹性蛋白和血红蛋白。 随后，研究团队对不同的生物组织进行了成像，包括离体大鼠食管组织和离体大鼠口腔面颊组织。结果表明，该系统可以在不需要任何外加造影剂的情况下，为生物系统提供高分辨率的三维形态信息和物理化学信息。此外，研究人员探索了短波长的内源性荧光团在食管壁中的分布，结果表明，该系统可以很清晰展示食管的不同分层结构。结合寿命和光谱信息，系统可以明确识别食管内部多层结构的不同信号来源，定量区分不同组织成分在食管壁的位置和数量，区分食管分层结构。 最后，研究团队进一步对小鼠皮肤进行了活体三维扫描成像，并基于短波内源荧光团在体内捕获了小鼠耳廓内白细胞的迁移，实现了典型免疫反应微环境中白细胞募集和变形运动的动力学过程的可视化，以及随时间的荧光寿命测量。“紫外荧光强度图像可以显示生物组织的精细结构，紫外荧光寿命信息可以区分红细胞和白细胞，两者结合可以无标记追踪免疫细胞在伤口和正常组织的运动情况，这些结果验证了我们开发的系统在天然组织环境中监测免疫反应的能力。”郑炜介绍。深圳先进院医工所助理研究员吴婷为文章第一作者，深圳先进院医工所郑炜研究员、李慧副研究员，北京大学物理学院施可彬研究员为共同通讯作者

据美国《防务新闻》网站8月18日报道，美军正在研发一种可快速探测爆炸物的离子迁移谱(IMS)探测仪。它可以在很远距离“嗅”出路边炸弹、地雷甚至自杀式袭击者散发出的爆炸物分子。这种装置与以鼻子灵著称的防爆犬“嗅觉” 相当，如大规模装备部队，必能显著减少人员伤亡。 　　尽管反美武装制造的爆炸装置日趋复杂，但无论外表伪装得多么巧妙，此类装置仍会不断散发出特殊的化学挥发物分子。经过训练的防爆犬就能嗅出这种可疑分子，人工装置则依靠电场作用、光谱分析、化学反应等完成检测。 　　问题在于，现有的探测装置精度有限，如挥发物浓度过低则很难发现危险品。而路边炸弹、自杀炸弹等特殊目标往往需要在数十米外进行探测，爆炸物的低挥发再加上空气的稀释作用，令一般探测手段无能为力。这款正在研发的新设备则克服了这个缺陷，可以在安全距离上识别出炸弹。 　　参与该项目的Pasadena公司的执行经理詹姆斯威斯透露，在收集到爆炸物样本后，该装置的微电场先将目标分子软电离(夺出分子的电子而不破坏分子结构)，然后在特定的电场中对离子进行运动分析，从而测定分子量。由于不同物质的分子量不同，爆炸物分子很容易被“揪”出来。威斯声称，这种探测器可以探测到浓度为万亿分之一的爆炸物，这相当于在20个奥运会标准游泳池中探测出一滴水。 　　目前，只有经过严格训练的防爆犬能发现浓度为万亿分之一的爆炸物。换言之，这种新型探测器一旦大规模投放战场，就相当于配备了成千上万条“电子防爆犬”，其意义不言而喻。为此，军方已提供了数百万美元经费，并打算进一步研发能携带该设备的机器人，以便为大规模的部队调动快速扫清障碍。 　　通用动力公司旗下的一家分公司已研制出该探测器的原形“Juno”，它眼下正在接受军方技术人员的严格测试。如果一切顺利，“Juno”的升级版可能于两年后出现在战场上。考虑到参与研发的几家公司都与美国宇航局(NASA) 有长期合作，在必要时，这种“电子防爆犬”甚至可以帮助后者寻找外星生命。

中国科学院上海技物所研究员胡伟达与复旦大学教授周鹏合作，在范德华尔斯异质结室温红外探测与仿生动目标探测领域中取得进展。　　在室温红外探测方面，研究首次提出了基于范德华尔斯单极势垒结构的红外探测器，突破了传统材料的晶格匹配与能带匹配的限制。上海技物所团队巧妙地构建出一种天然屏障的能带结构，只阻挡“有害的”暗电流成分，却让“有益的”光电流可以顺畅通过，因而在不削弱光响应的情况下有效抑制暗电流，提高探测器信噪比和工作温度。在室温下，中波红外峰值黑体探测率达2.3×1010cmHz1/2W-1。目前，只有少数的二维材料红外探测器可以呈现出黑体响应，该研究推进了二维材料进入红外应用领域的关键技术研究。相关成果以Unipolar barrier photodetectors based on van der Waals heterostructures为题，发表在Nature Electronics上。　　进一步，在仿生动目标探测方面，上海技物所团队构建了更为复杂的三维垂直堆叠范德华尔斯异质结，提出了“ALL IN ONE”器件，实现了集探测、存储和计算（即感存算）为一体的原型器件。研究将具有双极性以及可见-近红外探测的硒化钨作为浮栅，运用电子空穴双存储模式在单一器件内同时获得了正负光存储特性，并实现了线性度良好的正负多态存储。该正负多态存储恰好对应了视网膜神经网络中的ON/OFF特性。基于这种类视网膜神经网络，展示了“ALL IN ONE”器件的时间差分处理能力，首次实现了动目标探测演示。相关成果以All-in-one two-dimensional retinomorphic hardware device for motion detection and recognition为题，发表在Nature Nanotechnology上。　　研究工作得到国家自然科学基金委、科技部、中科院、上海市科委的支持。　　论文链接：1、2

我国太赫兹探测成像领域取得重大突破 　　山东科学院自动化所研发出太赫兹探测成像仪 　　在好莱坞大片中，常常出现特种部队通过特种设备隔墙“看”到搜索目标的情景。日常生活中的很多时候，人们也希望自己的眼睛可以透视，能够“看”到被遮挡的另一侧的物体。如今，这种设想在我国正逐步成为现实。 　　记者从山东省科学院自动化研究所了解到，该所最近成功研制出一种特殊的仪器设备，能够让我们“看”到障碍物另一侧的状况。这一最新成果的达成，标志着我国超宽带与太赫兹探测成像领域取得重大突破，对于保障公共安全和国民经济发展具有重大意义。反恐防暴和人员救援的“好帮手” 　　5日，山东省科学院自动化研究所超宽带与太赫兹实验室内，一堵实验墙壁立于一台小巧的仪器和目标物之间。当工作人员打开该仪器时，神奇的一幕出现了仪器的显示屏上显示出该目标物的清晰轮廓和在房间内的相对位置 当物体移动时，显示屏上物体的图像也随之移动 当有人来到实验墙另一侧时，人的图像也会立刻呈现在屏幕上。 　　该研究所所长成巍告诉导报记者，这种神奇的仪器叫超宽带太赫兹探测成像仪(简称“太赫仪器”)，可以透过墙壁“看”到屋内人员的分布和活动，以及混乱环境中的物体，可应用于反恐防暴斗争中犯罪分子的搜寻以及地震、塌方、火灾等灾害现场的人员救援等。 　　据介绍，太赫兹(即Terahertz，简写为 THz，1THz=1012Hz)泛指频率在0.1Thz至10THz波段内的电磁波，位于红外和微波之间。由于具有频率及空间分辨率很高、脉冲很短、时间分辨率很高、能量小不会对物质产生破坏作用等独特性能，在通信、雷达、无损检测等方面具有深远而重要的影响，因而被美国列为“改变未来世界的十大技术”之一。 　　在美国，太赫兹电磁波已经少部分用于机场人员的安检，物品安检则仍然使用X 光进行。 　　在现实生活中，人们熟悉的X光也具有透视功能，它与太赫兹电磁波有何不同呢?“X 光由于波长较短，光子能量较高，因而对人体照射会造成肌体不同程度的损伤，但太赫兹电磁波却不会造成任何损伤。”成巍说，由于光子能量较高，X 光穿透物体后难以反射成像，而太赫兹电磁波却不存在这一短板，因而可以将相关仪器做得更小，即使一个人也可以轻松携带，大大方便了人员使用。煤矿和航空航天安全的“保护神” 　　正是看到太赫兹技术广阔的应用前景，山东省科学院自动化研究所的研究团队制定了研发蓝图，在太赫兹的多个应用领域展开技术攻关。该团队从前文介绍的超宽带太赫兹探测成像仪起步，正在进一步研究应用于煤矿探测的太赫兹透射成像雷达和碳纤维复合材料无损检测装备等。 　　“每年我国瓦斯爆炸和突水引起的矿难事故严重威胁着人们的生命和财产安全。如果有一种仪器，能够穿透岩石、土壤和煤层，在煤矿开采时实时地预测到岩层后大量水和瓦斯的存在，将降低事故发生的概率。”成巍说，该研究所的太赫兹透射成像雷达研制成功后，将针对目前煤矿中导水裂隙进行探测，提供清晰图像，为煤矿的危险防治提供技术与设备支撑。 　　值得一提的是，随着碳纤维复合材料大量应用于飞机、卫星及运载火箭，采用新技术、新装备开展碳纤维复合材料的无损检测，对于保障我国航空航天的安全尤为重要。太赫兹成像技术在检测碳纤维复合材料内部缺陷方面，具有许多其他检测技术不具备的独特优势。通过对比材料的实物照片和相应方法重构的THz透射图像，能清晰地分辨出材料内部的情形，这样就可以提前检测出通过其他手段不易发现的内部缺陷和耗损，这将大大减少安全事故的发生。目前，该项技术已完成了前期调研和技术规划，进入研发阶段。 　　据了解，《国家“十二五”科学和技术发展规划》已将太赫兹技术列为“需求导向的重大科学问题”研究领域，并加大了资金支持。目前，山东省科学院自动化研究所的相关成果已经达到国际先进水平，必将为我省乃至我国在太赫兹技术领域的研究揭开新的一页。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 从中国研制第一颗科学卫星——双星计划开始，中国科学院国家空间科学中心的科学家就和瑞典空间物理研究所的科学家有了首度合作。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 时隔十数年，在嫦娥四号国际载荷工作中，两位老朋友再度联手，研制出国际上首个可以在月表直接探测中性原子的仪器——中性原子探测仪。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “月球是一个天然的实验室，太阳风和月表的相互作用，可以类比到其他的行星体上，对未来的科学研究提供重要的科学数据。”中方首席专家、中科院空间中心研究员张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 太阳风吹呀吹 中性原子飞呀飞 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 太阳风是一种跟空气流动很相似的“风”，只不过它吹的不是气体分子，而是太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 由于太阳风中的粒子会干扰通讯系统，它一直让人类倍感恐慌。2006年12月13日，一次太阳风暴曾经对我国短波无线电通信造成严重影响，使得广州、海南、重庆通信中断达3小时之久。好莱坞大片《2012》《末日预言》等也曾展现过人类对于太阳风袭击地球的恐惧。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 这种恐惧同时也演化成了科学家的研究方向，在没有磁场、大气保护层的“月球实验室”里，他们决定近距离且直观地看一看太阳风与月球表面的作用机制。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “最早，人们以为太阳风里的离子和电子是被月表吸收了，但是，经过一段时间的研究后，科研人员发现，太阳风离子打到月表后，会反射回来，反射回来的粒子里，有一部分仍然是离子状态，还有一部分则获得了电子，从离子状态变成了原子状态，成为中性原子。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 与此同时，就好比“一石激起千层浪”，太阳风里的高速粒子打到月球表面后，也会将月球表面物质溅射起来。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “最终，溅射出的中性原子也会因为拥有一定的速度和能量，出现‘逃逸’，形成月球的外逸层。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 除此之外，太阳风和月表作用会对月球环境产生什么样的影响，也是科学家希望探索的内容。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “有科学家猜测，太阳风里的氢离子和月表的氧相击，可能会产生水，月球上的水可能与太阳风打到月球表面有一些关系，虽然这还不是一个定论，这也是我们想要搞清楚的内容。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 创造探月新历史 首次月表直接探测 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 这次，嫦娥四号上搭载的中性原子探测仪，主要目标就是在月表上测量太阳风和月表相互作用之后产生的中性原子，包括太阳风本身的离子获得电子后产生的中性原子，和月球表面被溅射出的中性原子。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 印度的首颗绕月人造卫星“月神一号”曾经搭载过中性原子成像仪，但和其他探月卫星一样，都是在环月轨道上对中性原子进行探测。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “我们这次要做的是在月表巡视区直接测量中性原子，可以说是人类探月史上首次在月表开展中性原子探测。以往的探测就好像是用肉眼看中性原子，这次，我们是拿着放大镜近距离、仔细地看。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 过去人类在环月轨道对中性原子的探测，曾发现了一些超出预期的现象，留下了一些未解之谜，例如，人们发现中性原子和太阳风在密度、速度比率上没有直接关系等，而这些谜题也为此次探测指出了方向。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “这次我们在月表可以进行实地观测，随着月球车在月表移动到不同位置，可以观测到月表不同的地形地貌，进而观测到太阳风与月表相互作用的不同过程，有望解决过去遗留的类似科学问题。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 碰撞与交流中 航天文化再度对接 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 作为搭载在嫦娥四号巡视器上的国际载荷，中性原子探测仪由瑞典空间物理所负责研制，中国科学家参与设备的性能测试及交付后的相关工作。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 张爱兵介绍，中国与瑞典在科学卫星载荷上，已经有了很长的合作历史。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 最开始的合作是在中欧合作研制的我国第一颗空间科学卫星——双星计划时。双星计划中有一台测量地球轨道环境下中性原子情况的中性原子探测仪，就是由中国科学家和瑞典科学家合作完成。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2009年，中国发起的“萤火一号”火星探测计划中，中国科学家与瑞典科学家再度合作，双方分别研制其中一个载荷的一部分，然后集中在一起形成了一个载荷包，用于测量火星离子和电子的情况。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 此外，在中科院空间科学先导专项中，中国科学家和瑞典科学家也曾联手完成一些预先研究项目。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “由于双方合作次数比较多，所以在嫦娥四号的合作上非常顺利。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 当然，尽管顺利，但合作中难免会有碰撞和交流，“新的合作加深了两国航天文化的交流。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 按照中方的相关规范，中方在国际载荷接管复查过程中要确保接口安全，包括接口设计和元器件等的安全，不能影响其他载荷的工作，更不能影响嫦娥四号整体任务。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “一开始对方不能理解，但是通过交流，他们还是按照我们的要求做了相关工作，并把相关资料提供给中方。此次合作再一次体现了我国航天精益求精的作风，而这样的工作作风也让瑞典科学家十分认可中国科学家的工作。”张爱兵说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 未来，中国和瑞典将共同利用科学数据开展科学研究，为此，中方已经组织了专门的科学家团队。“双方将会协同工作，共同利用好这台仪器的科研数据。”张爱兵说。 /p

在我们生活的这个世界里，空气是如此的重要，而其中氧气更是维持生命不可或缺的元素。无论是在工业生产的复杂环境中，还是在医疗救治的关键场所，亦或是科研实验的精密空间，对氧气浓度的准确把握都至关重要。而氧气检测仪，就是那默默守护我们的忠诚卫士。　　在工业领域，各种生产过程中可能会产生不同程度的气体泄漏或氧气浓度变化。例如在化工企业，一些化学反应会消耗或产生氧气，若氧气浓度超出安全范围，可能引发爆炸或火灾等严重事故。氧气检测仪在这里发挥着关键的监测作用，它以其高度的精准性，实时探测环境中的氧气含量。一旦发现氧气浓度异常，便会立即发出警报，提醒工作人员及时采取措施，避免危险的发生。它如同一位不知疲倦的守护者，时刻警惕着潜在的威胁，为工业生产的安全运行保驾护航。　　技术原理　　氧气检测仪通常基于电化学传感器、顺磁式氧气传感器或光学传感器等原理进行工作。这些传感器能够敏感地捕捉到环境中氧气分子的变化，并将其转化为可测量的电信号或光信号。通过内置的微处理器对这些信号进行处理和分析，最终将氧气浓度以数字或图形的形式显示在仪器屏幕上，供用户直观读取。　　主要功能　　1、精准探测：氧气检测仪具备高精度和稳定性，能够准确测量环境中的氧气浓度，误差范围小，确保数据的可靠性。　　2、实时监测：设备能够持续不断地对周围环境进行监测，及时反映氧气浓度的变化，帮助用户随时掌握环境状况。　　3、报警功能：当氧气浓度超出预设的安全范围时，氧气检测仪会自动发出声光报警信号，提醒用户采取相应措施，防止事故发生。　　4、数据存储与传输：部分高端氧气检测仪还具备数据存储功能，能够记录并保存历史数据，便于后续分析和查阅。同时，还支持数据无线传输功能，便于远程监控和管理。　　应用领域　　1、工业安全：在化工、冶金、矿山等行业中，氧气检测仪用于监测作业环境的氧气浓度，预防因缺氧或富氧导致的安全事故。　　2、医疗领域：在手术室、ICU、高压氧舱等医疗场所，氧气检测仪用于确保患者吸入的氧气浓度符合治疗要求。　　3、消防救援：消防员在灭火救援过程中佩戴氧气检测仪，以监测自身呼吸环境中的氧气浓度，保障生命安全。　　4、潜水与航空航天：潜水员和航天员在特殊环境下工作时，氧气检测仪是不可或缺的装备之一，用于确保呼吸气体的安全。　　氧气检测仪作为现代安全监测技术的重要组成部分，以其精准探测和实时监测的能力，为人们的呼吸安全提供了有力保障。随着科技的不断进步，氧气检测仪也在不断地发展和完善。它的传感器越来越灵敏，检测精度越来越高，响应速度越来越快。同时，它的设计也更加人性化，操作更加简便，能够适应各种复杂的环境和需求。

北京时间2月19日凌晨4时55分，在“天问一号”进入火星轨道一周后，“毅力”号（Perseverance）火星车不经变轨直接突入火星大气层，并成功着陆。本轮火星探测季也进入了新的阶段。毅力号火星车毅力号的着陆地点是位于北纬18度的耶泽罗陨击坑（Jezero crater）。有证据表明曾经有河流流入耶泽罗陨击坑，形成了一个早已干涸的三角洲。而毅力号在此处着陆，一项重要目标便是识别和收集该地区的沉积岩和土壤样本，探寻可能存在的火星生命迹象，同时测试人类在火星生存的技术。火星表面矿物分布提供了火星起源、地质及环境演化线索,火星表面卤水种类及分布提供了火星气候/水文演变信息。此外，毅力号还将通过对表面岩石、土壤物理化学特征的分析，帮助人类理解火星地质以及大气环境。Raman(拉曼)与NIR(近红外)光谱技术是从分子层面识别火星表面及次表面物质成分、丰度及分布特征的重要手段，是多国火星车的必备科学设备。位于毅力号火星车桅杆单元的SurperCam(超级相机)搭载了Raman和NIR光谱仪对火星进行巡视探测,将Raman与NIR数据融合进行联合矿物表征分析,并开展火星表面卤水及其它与水相关物质的分析具有重要科学意义。对地外行星探测来说, 近红外光谱技术具有几乎无需样品制备、信号易获取、探测矿物种类丰富、对H2O/OH探测响应灵敏等特点。马尔文帕纳科(Malvern Panalytical)旗下ASD TerraSpec Halo矿物近红外光谱分析仪以其宽广的光谱范围（350-2500nm）、超高光能动态范围、高光谱分辨率及重现性及体积小巧坚固结实等特性被选择使用于为人类重返月球、探測火星准备的多项重要研究中，以提高人类勘探行星资源的能力。其中之一是由NASA赞助的研究项目，地理发现操作策略测试（GeoHeuristic Operational Strategies Test-GHOST），选择了由马尔文帕纳科赞助和提供的涵盖VIS-NIR-SWIR波段的ASD TerraSpec HALO，以提高火星车样品收集的速度、效率和科学回报。该项目使用光谱仪模拟火星科学实验室（MSL）的ChemCam和2020火星车的SuperCam.SurperCam(超级相机)于毅力号火星车位置示意图分子在红外光谱内的吸收产生于分子振动或转动的状态变化或分子振动或转动状态在不同的能级间跃迁。能量跃迁包括基频跃迁（对应分子振动状态在相邻振动能级之间的跃迁）、倍频跃迁（对应于分子振动状态在相隔一个或几个振动能级之间的跃迁）和合频跃迁（对应于分子两种振动状态的能级同时发生跃迁）。由于近红外光谱谱峰较宽，实际样品中各种成分的吸收峰重叠严重，需要用化学计量学方法对近红外光谱进行化学成分的定量分析。蒙脱石/黑色，伊利石/亮蓝色，白云母/深蓝色的可见-近红外光谱曲线SuperCam超级相机桅杆单元内部（装配前）TerraSpec Halo矿物近红外光谱分析仪是勘探地质市场上最便携的近红外(NIR)仪器，它是手持一体式全量程的仪器。扣动一下扳机，这款创新性的仪器可以即时在仪器上获得矿物分析结果。这些近乎实时显示的结果极大地加快了勘探的工作力度，提高了效率，有助于进行分析和决策，最终为采矿经营者节省了宝贵的时间和金钱。TerraSpec HALO还被广泛地应用于例如考古和采矿行业中，包括陶瓷、陶器的成份分析，艺术品的鉴定和修复，矿藏的勘探，开采和加工等等。TerraSpec HALO矿物分析近红外光谱仪TerraSpec HALO光谱库内置超过150种矿物质的700种以上的光谱，来源于大学、个人采集、国际研究所、以及美国地质勘探局（USGS）的矿物质目录，并可由客户自定义添加光谱库，以进行矿物质的快速识别，且具有GPS和语音备忘录功能。TerraSpec HALO采用专利的矿物质匹配算法，通过将未知物质光谱与内置矿物质谱库匹配，计算匹配矿物后，将其从未知物质光谱中被扣除。使用扣除后的未知物质光谱，继续匹配，最多可以生成7种相关矿物成份的识别。将获取光谱导入计算机Halo Manager软件中可分析多达9种矿物成份。随机自带矿物质评级显示于屏幕右侧，描述矿物结晶程度或构成性质，允许地质学家了解地质或地热的情况，以指引潜在的矿物。参考文档：1. https://mars.nasa.gov/mars2020/spacecraft/instruments/supercam/2. https://finance.sina.com.cn/tech/2021-02-19/doc-ikftssap6896673.shtml3. 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.html4. https://www.materials-talks.com/blog/2019/07/10/asd-terraspec-halo-used-in-space-based-research/5. 徐伟杰 火星表面模拟矿物和卤水的光谱鉴别研究[D] 山东大学 2018年