“毅力号”火星探测器在“好奇号”火星探测器的基础上，搭载了更精密的探测工具。PI精密运动控制设备再次入选——在“毅力号”火星探测器的SuperCam中搭载了用于调焦控制的微型定位平台。

　　SuperCam集成了可见光和红外光谱仪、激光器及相机，通过分析岩石和土壤中的有机化合物痕迹，追溯远古生命存在的可能性。

　　在之前的任务中，“好奇号”火星探测器已成功识别出碳、氢、氧、硫、氮和磷等生命构成的关键元素。 这些认知源于车载ChemLab对沉积岩钻孔粉末的分析数据。

　　在这张2015年1月31日来自火星探测器MAHLI相机的图像中，可以看到“好奇号”在样本收集孔周围对名为“莫哈韦2号”目标的钻探。 这个位于“帕伦普山”露头的站点提供了任务在火星夏普山的第二个钻探样本。

　　“好奇号”在夏普山“莫哈韦”站点的自拍

　　火星岩石中有机物检测的部分数据(SAM = Sample Analysis at Mars，火星样本分析)。

　　火星岩石富含硅。如果地球上的硅资源耗尽，我们可以从火星获取。

　　火星探测器搭载了多个PI运动和定位系统，这些系统专为在恶劣环境下提供多年高可靠性服务而设计。

　　PI交期提速-多层压电陶瓷线性促动器，实现更高精度

　　上图所示的陶瓷封装PICMA®压电陶瓷促动器在通过火星任务资格认证之前，已成功完成了1000亿次循环寿命测试。

　　配备激光诱导击穿光谱(LIBS)激光束的火星探测器渲染图

　　与全部太空任务类似，车载相机拍摄的图像通常特别受媒体关注，火星探测器也不例外——无论是令人惊叹的全景影像，还是偶尔捕捉到的趣味画面。但科学是一门需要耐心的学科，每天都在进行揭示火星成分与历史的实验。

　　PI 助力 “好奇号” 火星探测

　　性能与可靠性对全部科研与工业应用而言均不可或缺，但在数亿公里之外提供服务支持充满重重挑战。因此，“好奇号”火星探测器的每个零部件都需要具备经过验证的可靠性和稳健性能。PI和PI miCos产品成为火星探测器设备包的一部分，助力在火星上开展重要的科学研究，令我们倍感振奋。

　　配备PI和PI miCos运动系统的“好奇号”探测器

　　PI的高可靠性PICMA®多层电陶瓷促动器一直是纳米定位可靠性的黄金标准，也是PI纳米定位平台产品的核心。NASA对这些促动器超过千亿次循环的测试验证了其性能，这使其得以成为化学与矿物学(CheMin)仪器的基础元件。

　　化学与矿物学(CheMin)仪器

　　样本处理系统的柔性机构中嵌入了16个PICMA压电陶瓷促动器。32个样本室(包括5个含有固定参考物的样本室)围绕样本轮排列;这些样本室成对排列，每对由一个堆叠型压电陶瓷促动器耦合连接。该系统通过漏斗将矿物粉末样本输送到各个样本室。可调样本室中的粉末需要以可变振幅和0.9–2.2 kHz范围内的频率进行振动，以使粒径或密度分聚均质化。

　　用于样本处理系统的PICMA压电陶瓷促动器与柔性机构

　　这正是PI压电陶瓷机械部件专长的用武之地。 PICMA多层压电陶瓷促动器被安装在进料器中，用于准确控制振动。进料器为透射式X射线衍射与荧光光谱系统提供待分析的新材料。

　　显然，其可靠性对整个任务的成功至关重要。测量在火星夜间进行，以便CCD传感器得以有效冷却。永不停歇的火星探测器!

　　激光诱导击穿光谱(LIBS)技术

　　当PICMA促动器正在对火星矿物样本进行光谱分析时，另一个名为ChemCam的实验正在执行初次行星际激光诱导击穿光谱(LIBS)分析。这种全光学非接触式技术利用强大的脉冲红外激光诱导目标样本的光学发射。光纤耦合光谱仪对每次激光脉冲产生的可见的电火花进行分析，并结合化学计量学解析样本的物质构成情况。

　　该技术的关键优势在于可对远离火星探测器的地质样本进行远程探测。 但这要求对光学焦点进行准确控制，这正是通过太空认证的PI miCos MT系列平台的用武之地。 该高精度步进电机平台沿轴向平移望远镜次镜，收集样本光学反馈信号，同时为地质环境定位提供成像信息。

　　PI miCos MT系列精密线性平移平台

　　发射和着陆阶段的冲击与振动要求平台中的每个组件——从步进电机到交叉滚柱轴承——都需要经过验证和优化，以彻底排除故障或性能降低的风险。自动对焦过程对平台性能提出了严格要求：分辨率、回程间隙、轨迹质量和稳定性，这些性能共同决定了响应速度、操作可预测性及数据可靠性。 平台在飞行阶段及火星表面面临的剧烈温度波动更使挑战倍增。采用了建模和热补偿技术以及前沿的真空兼容组件、涂层和润滑剂。这款基于商用现货(COTS)设计的专用型号已通过全部飞行前测试，并验证了采用商用设计的成本控制策略。

　　SuperCam-“毅力号”火星探测器更强大的分析能力

　　在分辨率方面，SuperCam与“好奇号”火星探测器上的ChemCam相似，但它采用彩色滤光片和分辨率提升四倍的探测器提供色彩信息。

　　一台紧凑型精密定位平台负责控制望远镜对焦。调焦平台根据火星探测器立体导航相机预设的有效距离范围进行位置扫描， 通过两种算法确定理想对焦位置： 其一采用连续波激光照射目标，同时通过望远镜末端光电二极管记录扫描过程中的强度波动。其二基于远程显微成像仪在平台扫描时采集的图像， 通过寻找图像中心小视场内相邻像素间的最大对比度实现定焦(此法同样应用于高分辨率显微技术)。为弥补传统CCD在这方面的劣势，SuperCam还采用增强算法，以提升图像质量并扩展CMOS芯片动态范围。