本实验室致力于火星表层环境关键过程的地面模拟研究，重点聚焦火星风化层-大气水汽交换机制和火星极端环境对地表矿物的影响。通过自主设计研发的火星环境模拟舱，实现了对火星低温、低压、低湿度及特殊气体氛围（主要为CO₂）的多参数协同精准控制，并可与ASD地物光谱仪联用，具备实时获取样品原位红外光谱的能力。实验室目前可开展的测试项目有：

（1） 火星气氛下高低温循环：昼夜环境变化的连续模拟；

（2） 火星风化层-大气水汽交换过程模拟：水的迁移与相变行为、矿物与大气接触界面的反应；

（3） 天体生物学相关测试：有机物和菌类等生物样品在模拟火星环境下的暴露实验；

（4） 极端环境材料响应测试：微型航天器材料、火星探测装备在类火星温压环境下的性能评估；

（5） 小颗粒及粉末样品的原位光谱表征：可见光-短波红外波段反射光谱分析（支持多目标、多角度的实时动态采集）；

（6） 模拟火星土壤研究：模拟火星风化层的水分吸附特性测试与参数标定。

模拟火星环境舱的整个系统由自增压液氮罐、环境舱和控制柜三大部分组成，并支持与ASD FieldSpec® 4 Hi-Res NG光谱辐射仪联用，能实现在特定的模拟火星环境中采集可见光、近红外和短波红外图像，以记录样品受不同环境条件影响下的原位光谱特征。舱体空间为780×750×750 mm，配置多个光学视窗与25个仪器扩展接口；200 L自增压液氮罐可确保仪器能在-150℃低温持续运行≥20小时；控制柜能实时监控温/湿/压/气体多源数据，支持历史环境参数曲线导出。

本设备对环境模拟的参数如下：

①温度：舱体使用中央面积为200 mm × 200 mm的铜制冷台进行热传导控温，调控范围为-150至200℃，精度±0.1℃。此外，舱体内部共设有8个测温点。

②真空：由Agilent TriScrollTM 600涡旋泵所提供，其30 m3/h的抽速能使压强在30分钟内降至100 Pa以下。在100~1000 Pa的范围内，若舱体内部没有水的相变发生，则控压精度可达到± 3 Pa，否则精度为± 5 Pa左右。

③气氛与湿度：可实现四种不同比例组分的混合气体输入舱体。相对湿度的控制范围为0~100%，在水不发生相变的情况下，精度最高能达±1%，若水发生相变，则精度因受扰动仅能达±3%。

选择ASD FieldSpec® 4 Hi-Res NG光谱辐射仪（ASD地物光谱仪）与火星舱联用，能实现在特定的模拟火星环境中采集可见光、近红外和短波红外图像，以记录样品受不同环境条件影响下的原位光谱特征。模拟火星舱-光谱仪联用系统的设计主要分为四个部分：ASD地物光谱仪、光纤照明器、快速分析探头和四维位移平台。具体介绍与参数如下：

①ASD地物光谱仪：放置在舱体外，连接至电脑以便实时查看和分析采集的光谱信息。波长范围350-2500 nm；分辨率3 nm@700 nm，6 nm@1400/2100 nm；光谱带宽1.4 nm@350-1000 nm，1.1 nm@1001-2500 nm；测量时间100 毫秒；光谱重复性0.1 nm；波长准确性0.5 nm。

②光纤照明器：一种便携式光源，能为系统稳定提供30 W的光源。

③快速分析探头：其内部集成了照明光纤和收集光纤，能将光源通过光纤引入舱体内部指定位置的同时，兼具采集样品光谱的功能，避免另外架设光源。可近距离或者接触式测量平整固体和粉末样品的反射率。

④四维位移平台：定制夹具将快速分析探头固定至舱内的四维位移平台上，实现X、Y、Z轴与旋转轴（R轴）定位，达到在模拟环境中能随意改变光谱采集的位置和角度并进行多点测量的目的。平台行程覆盖了整个冷台，平移轴和旋转轴精度分别为0.001 mm和0.01°，具有程序自动定位和摇杆手动定位两种功能，引导分析探头定位至指定坐标上。

模拟火星环境舱

实验室预约流程

    1. 中科院系统师生请前往中科院仪器共享平台，填写实验预约申请，经审核通过，填写分析测试申请表(见附件)；其他科研院校人员可先填写分析测试申请表预约实验，并委托实验技术人员代为填写网上预约。在填写“分析测试申请表”时，请参考本网页公布的收费标准，重点填写预计分析费等内容，并有导师确认签字。

    2. 通过电子邮件发送申请表扫描件到各负责人对应的邮箱，联系实验室技术人员安排实验，开展实验当天请提交纸质版申请表。

实验室收费标准