深圳大学联合研制天问三号火星PEX光谱仪

2026年4月24日

在第十一个“中国航天日”

主场活动启动仪式上

国家航天局正式发布

天问三号任务合作项目遴选结果

由国际空间研究委员会探索工作组作为外方责任单位，深圳大学作为中方责任单位，联合香港大学共同承研的火星PEX光谱仪通过了天问三号国际合作载荷遴选。深圳大学李清泉院士团队的朱平教授为该载荷的中方技术责任人。

火星PEX光谱仪联合申报团队项目负责人

（右一为朱平）

据悉，中国行星探测工程天问三号任务，计划于2028年前后实施发射，2031年前后携带火星样品返回地球。自2025年4月，国家航天局发布合作机遇公告后，共收到28份合作意向，按照“科学价值高、对任务支撑大、工程可实现性强、技术成熟度高”的遴选原则，最终遴选出5个合作项目。轨道器将搭载3台合作载荷，其中火星PEX光谱仪用于开展火星生命痕迹探寻及表面矿物成分探测，是入选项目之一。

火星PEX光谱仪团队在北京参加项目答辩

欧洲航天局首席科学家、国际宇航科学院院士伯纳德·福音（Bernard Foing)教授来访深圳大学

火星PEX光谱仪是光纤式光谱仪，聚焦紫外到近红外火星反射光谱的连续观测。火星是太阳系内最具潜在宜居历史的天体，其表面及次表层中生物标志物的探测已成为天体生物学领域的核心研究议题。有机化合物作为生命的基本构筑单元，被视为首要的生物痕迹（biosignatures）。然而，历次火星探测任务均发现了有机碳丰度的“缺失”现象：相对于地球或木卫二等天体，火星表面由陨石输送或地质过程生成的有机物浓度显著偏低。这一现象主要归因于火星稀薄大气下强烈的紫外（UV）辐射、氧化剂（如高氯酸盐）以及宇宙射线的共同作用引起，导致有机分子快速光解或矿物化。

紫外谱段吸收光谱学方法，以其高灵敏度、非侵入性和对分子指纹的精准识别，成为解析这一谜团的关键方法。该技术利用有机物在200-400nm波段的特征吸收（如芳香化合物的π-π*电子跃迁），通过吸收谱、荧光发射或拉曼散射揭示潜在有机物的存在与分布。有机物在紫外谱段的吸收特性源于其共轭π电子系统，例如单环芳香化合物（如苯）在250-300nm处显示尖锐吸收峰，多环芳香烃（PAHs）则扩展至350nm以上。这种吸收可激发荧光发射（Stokes 位移），或产生拉曼散射信号，提供分子指纹。传统红外或质谱方法易受火星表面氧化干扰，而紫外技术（如深紫外DUV，波长<300nm）能穿透薄尘层，检测皮克级（pg）有机物，且对矿物基质的干扰较小。火星PEX光谱仪将为探寻火星生命痕迹提供关键数据。

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