移民火星减少？當(dāng)然不能少了“老太空人”蔡司
柷瀜呺沵恏！莪湜蔡呞焄。柷哿沵荿糼憕陸焱暒散休！佷滈興能玙沵①起實(shí)哯嫚荹荢宙媒楼、掱擿暒宸哋理想。
（火星語->地球語譯文：祝融號(hào)你好促讶！我是蔡司君观哲。祝賀你成功登陸火星！很高興能與你一起實(shí)現(xiàn)漫步宇宙侮捷、手摘星辰的理想担戏。）
2021年5月15日7時(shí)18分，又一個(gè)載入中國航天史冊(cè)的時(shí)刻偶画。
天問一號(hào)的“祝融號(hào)”火星車搭乘著陸器堵生，成功抵達(dá)火星表面“烏托邦平原”南部預(yù)選著陸區(qū)，向一次性完成火星“繞落巡”的成就又進(jìn)一步祟期！
▲“祝融號(hào)”向地球報(bào)平安
最近幾天钾士，作為一名“老太空人”的蔡司君，更是為了“祝融號(hào)”的登陸成功希弟、人類探索宇宙?zhèn)ゴ笫聵I(yè)的又一次進(jìn)步应揉，激動(dòng)得夜不能寐。
什么洞枷，還有不熟悉蔡司君這個(gè)“隱藏身份”的小伙伴诺舔？是時(shí)候?yàn)槟銈兇笃鸬琢耍?/p>
比如，拍攝于1969年备畦，家喻戶曉的宇航員登月照片“Man on the moon”低飒，就是出自于蔡司Biogon 5.6/60廣角鏡頭。
▲蔡司Biogon 4.5/38鏡頭從太空中拍攝地球
比如懂盐，目前共有13顆小行星是以蔡司員工的名字命名褥赊，如1916年由俄羅斯天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的小行星“Zeissia”（紀(jì)念卡爾·蔡司）。
▲蔡司星象儀將太空投射在圓幕上
再比如允粤，在中國科學(xué)院國家天文臺(tái)“月球樣品實(shí)驗(yàn)室”官方配備的研究?jī)x器中崭倘，就有蔡司的掃描電子顯微鏡，用于對(duì)月壤中礦物質(zhì)進(jìn)行形貌觀察类垫。
那么你一定想問：蔡司君也會(huì)加入探索火星的計(jì)劃嗎司光？
原來你是這樣的火星
在回答這個(gè)問題之前，先讓我們來看一看人類想要探索這顆橘紅色的星球悉患，究竟存在什么樣的“登天”難度残家。
至少在擁有“火星夢(mèng)”的埃隆·馬斯克看來，這從來就不是一件容易的事售躁。
▲埃隆·馬斯克在推特中感慨探火不易
的確闸骨，火星探測(cè)被公認(rèn)為難度大，且風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高：火星大氣稀薄缰鹏，環(huán)境寒冷奔祟，平均氣溫僅-60攝氏度左右鬓惶，最低可達(dá)-120攝氏度；表面地形較復(fù)雜翎丢，南半球高地遍布隕石坑庞炕，北半球則是地質(zhì)年齡年輕的低矮平原。
“祝融號(hào)”在執(zhí)行任務(wù)中量懂，至少會(huì)遇到以下幾重挑戰(zhàn)：
1盒俏、在下降階段，與火星大氣層產(chǎn)生摩擦仿竣，著陸器表面溫度急劇升高敷主，對(duì)材料的防護(hù)性提出高要求；
2氢觉、在著陸階段幸亭，受遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)時(shí)延的影響症概，面臨了環(huán)境不確定瑞信、著陸程序復(fù)雜、地面無法干預(yù)等難點(diǎn)穴豫，“一切都要靠自己”；“祝融號(hào)”要實(shí)現(xiàn)順利軟著陸逼友，設(shè)備需使用輕量化材料精肃；
3、在今后火星表面的區(qū)域巡視探測(cè)階段帜乞，面臨多變復(fù)雜的溫度變化司抱，也需要“祝融號(hào)”依靠有效防護(hù)，在惡劣的環(huán)境中“抱緊自己”黎烈。
這么多的難點(diǎn)习柠，都是由科研人員集結(jié)各方“奧利給”的力量，逐一克服的——蔡司君就是這其中給力的一員（驕傲臉）照棋。
蔡司君：火星资溃，我來了
火星探索的項(xiàng)目體量龐大而復(fù)雜，其中任何一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)烈炭，都不允許有絲毫的差錯(cuò)——為了勝任這樣的項(xiàng)目走柠，蔡司君要求自己做一個(gè)低調(diào)又靠譜的“行動(dòng)派”。
僅僅在太空材料領(lǐng)域卫道，蔡司君就有著廣泛的用武之地括者。
仔細(xì)看，蔡司君就“隱身”在很多基礎(chǔ)卻十分必要的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中秒勿。
蔡司X射線顯微鏡在太空材料領(lǐng)域的應(yīng)用
火星車在工況復(fù)雜的火星表面長(zhǎng)距離行走脂挥，要求其材料具備高剛度拔怜，高強(qiáng)度，輕便和環(huán)境穩(wěn)定的特性骑枯，傳統(tǒng)鋁盏踢、鈦合金材料難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。而新型的鋁基復(fù)合材料構(gòu)件則可同時(shí)滿足這些條件亩咪，實(shí)現(xiàn)“祝融號(hào)”長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)對(duì)某關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的材料需求紊捉。
上海交通大學(xué)金屬基復(fù)合材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)李志強(qiáng)和范根蓮等，受生物啟發(fā)設(shè)計(jì)了分層Al2O3/Al基復(fù)合材料纲缠，該材料具備類似的優(yōu)異力學(xué)性能溯剑。
為了探查頸縮后更高韌性、更大伸長(zhǎng)率的根源蚜枢，蔡司X射線顯微鏡（點(diǎn)擊查看）被用于進(jìn)行原位拉伸測(cè)試：由于采取蔡司兩級(jí)放大的獨(dú)特架構(gòu)缸逃，X射線顯微鏡能實(shí)現(xiàn)原位拉伸實(shí)驗(yàn)臺(tái)中樣品高達(dá)1um的體素分辨率，可實(shí)現(xiàn)微小裂紋生長(zhǎng)發(fā)育的跟蹤和識(shí)別厂抽，可觀察僅有幾個(gè)um的微裂紋的產(chǎn)生需频。
該案例中，Al基體中的層狀結(jié)構(gòu)可通過裂紋偏轉(zhuǎn)來阻礙裂紋擴(kuò)展筷凤。如下圖c昭殉，f所示：出現(xiàn)了一條彎曲的裂紋路徑，而不是沿宏觀尺度沿45°方向的直線藐守，這改變了裂紋模式挪丢，因此提高了抗裂紋擴(kuò)展的效率。如e卢厂，h所示乾蓬，靠近初級(jí)裂紋的小裂紋會(huì)增加裂紋的總長(zhǎng)度，因此需要更多的能量來傳播裂紋慎恒。
▲原位力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置和樣品安裝示意圖
▲F-Al2O3 / Al復(fù)合材料在X射線顯微鏡原位拉伸試驗(yàn)：應(yīng)變條件（ab）12%任内，（cde）13%和（fgh）14%，其中a庸灶，c腐熊，f為2D切片圖， b氨筑，d够煮，e，g和h對(duì)應(yīng)應(yīng)變的3D損傷處的三維渲染圖和放大圖瑰齐。
除了上述案例弟茸，蔡司掃描電鏡中也能配置原位拉伸-加熱樣品臺(tái)，可模擬火星車著陸和工作時(shí)的嚴(yán)酷環(huán)境仔醒，研究材料實(shí)際使役性能版叁，實(shí)時(shí)觀察其微觀形貌變化劳诽，探尋材料失效原理。
蔡司光學(xué)顯微鏡在太空材料領(lǐng)域的應(yīng)用
蔡司的光學(xué)顯微鏡Axio Imager 2（點(diǎn)擊查看）敲侧，有著優(yōu)異的光學(xué)質(zhì)量定歧、全電動(dòng)部件，可利用豐富的觀察方式（明場(chǎng)僻匿，暗場(chǎng)官地，偏光等），進(jìn)行定量金相分析烙懦。
▲鋁基復(fù)合材料驱入，反射光明場(chǎng)
▲鋁基復(fù)合材料，反射光暗場(chǎng)
應(yīng)用于新型復(fù)合材料的質(zhì)量控制氯析，光學(xué)顯微鏡能夠分析材料的晶粒度亏较、孔隙率分析、析出相含量掩缓、涂層厚度測(cè)量等指標(biāo)雪情。
蔡司顯微鏡關(guān)聯(lián)方案在太空材料領(lǐng)域的應(yīng)用
關(guān)聯(lián)方案（點(diǎn)擊查看）一直是蔡司君的“殺手锏”之一：“1+1>2”，關(guān)聯(lián)總能更好地推進(jìn)實(shí)驗(yàn)你辣，讓獲取信息更準(zhǔn)確巡通、更高效。
比如在XRM-LaserFIB的聯(lián)用實(shí)驗(yàn)中舍哄，可以將X射線顯微鏡（XRM）“大樣品高分辨無損三維成像”的特點(diǎn)與雙束電鏡（FIB）（點(diǎn)擊查看 ）“亞納米級(jí)分辨率可實(shí)現(xiàn)高精度三維重構(gòu)”的特點(diǎn)完美融合：
首先使用XRM找到樣品內(nèi)部感興趣區(qū)域扁达，然后利用蔡司專用關(guān)聯(lián)方案，在FIB中快速準(zhǔn)確定位到該區(qū)域蠢熄，并利用激光雙束（Laser FIB）技術(shù)將樣品內(nèi)部深埋區(qū)域快速精準(zhǔn)地加工出來，再進(jìn)行高分辨成像或三維重構(gòu)茅早〕ㄔ可實(shí)現(xiàn)樣品內(nèi)部毫米到納米級(jí)跨尺度三維聯(lián)用分析。
如下圖中所示肘论，利用蔡司XRM-FIB聯(lián)用解決方案崭甩，對(duì)高性能鋁合金樣品進(jìn)行了跨尺度三維分析：
首先XRM對(duì)樣品進(jìn)行了大范圍無損三維成像，獲得樣品內(nèi)部微米級(jí)晶粒尺寸形狀和夾雜物分布等整體信息悉砌。然后利用XRM-FIB聯(lián)用精準(zhǔn)定位并加工出樣品內(nèi)部感興趣區(qū)域有愚，獲得該區(qū)域納米級(jí)析出相和晶粒的關(guān)系，最終得到析出相在晶界處和晶粒內(nèi)部的精確統(tǒng)計(jì)結(jié)果符晃。
▲利用蔡司XRM-FIB聯(lián)用技術(shù)對(duì)高性能鋁合金進(jìn)行跨尺度三維分析
仰望星空叔抡、心向宇宙的路，是一段注定要?dú)v經(jīng)許多代人不斷付出的漫漫征程绒双。
不計(jì)其數(shù)的“無名英雄”投下的一磚一瓦躬源，一點(diǎn)一滴鋪就了通向頭頂那片未知世界的天梯脖嗽。
蔡司君很榮幸，能成為這段艱苦又浪漫的征程里拆座，始終默默前行的小小一份子主巍。
顯微鏡下每一次的觀測(cè)，都是蔡司君望向宇宙深處的深情挪凑；與并肩工作的客戶和伙伴們每一次的默契合作孕索，都是蔡司君對(duì)終極奧秘的探尋。
蔡司君想要邀請(qǐng)你一起躏碳，透過我的“眼睛”搞旭，看清所有不易被發(fā)現(xiàn)、又不應(yīng)被錯(cuò)過的美麗唐断。
參考文獻(xiàn)：
Zhang, Z., et al., Bioinspired hierarchical Al2O3/Al laminated composite fabricated by flake powder metallurgy. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2021. 140 DOI: 10.1016/(暫不可見)positesa.2020.106187.
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（蔡司顯微鏡）
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