stringtranslate.com

Химия и Камерный Комплекс

Внутренний спектрометр (слева) и лазерный телескоп (справа) для мачты

Комплекс Chemistry and Camera ( ChemCam ) представляет собой набор инструментов дистанционного зондирования на Марсе для марсохода Curiosity . Как следует из названия, ChemCam на самом деле представляет собой два разных инструмента, объединенных в один: лазерно-индуцированную пробойную спектроскопию (LIBS) и телескоп Remote Micro Imager (RMI). Целью инструмента LIBS является предоставление элементного состава горных пород и почвы, в то время как RMI предоставит ученым ChemCam изображения высокого разрешения областей отбора проб горных пород и почвы, на которые нацелен LIBS. [1] Инструмент LIBS может нацеливаться на образец горной породы или почвы с расстояния до 7 м (23 фута), испаряя небольшое его количество примерно 30 5-наносекундными импульсами  инфракрасного лазера 1067 нм , а затем наблюдая спектр света, излучаемого испаренной горной породой. [2]

Обзор

ChemCam может регистрировать до 6144 различных длин волн ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света. [3] Обнаружение шара светящейся плазмы осуществляется в видимом, ближнем УФ и ближнем инфракрасном диапазонах, между 240 нм и 800 нм. [1] Первое первоначальное лазерное тестирование ChemCam на Марсе было проведено Curiosity на скале N165 (скала «Коронация») , недалеко от Брэдбери Лэндинг 19 августа 2012 года. [4] [5] [6]

Используя ту же самую оптику сбора, RMI обеспечивает контекстные изображения точек анализа LIBS. RMI разрешает объекты размером 1 мм (0,039 дюйма) на расстоянии 10 м (33 фута) и имеет поле зрения, охватывающее 20 см (7,9 дюйма) на этом расстоянии. [1] RMI также использовался для получения изображений удаленных геологических объектов и ландшафтов. [7]

Комплект инструментов ChemCam был разработан Лос-Аламосской национальной лабораторией и французской лабораторией CESR . [1] [8] [9] Летная модель мачты была доставлена ​​из французской CNES в Лос-Аламосскую национальную лабораторию . [10]

Инструментарий

Спектроскопия лазерно-индуцированного пробоя

Пятикадровая мозаика ChemCam RMI (справа) скалы "Chantrey", раскрашенная с использованием правого изображения MastCam (M-100) (слева). Кредит изображения: NASA / JPL / LANL / MSSS / Justin Cowart

ChemCam знаменует собой первое использование лазерно-индуцированной спектроскопии разрушения ( LIBS ) в рамках миссии по исследованию планет. [11] [12] Лазер располагается на мачте марсохода Curiosity и фокусируется телескопом, который также находится на мачте, в то время как спектрометр размещается в корпусе марсохода. Обычно лазер делает 30 выстрелов в одну точку, собирая спектроскопические показания с испаренной породы для каждого лазерного выстрела и отбирая несколько точек на выбранной цели. Для наблюдений за коренной породой первые 5 выстрелов точки отбрасываются, поскольку они считаются загрязненными марсианской пылью. [13] Оставшиеся выстрелы одной точки усредняются для расчетов химического состава. [11] [12] [14] Обычно на любой данной цели бывает 9 или 10 точек анализа, но это не всегда так. Некоторые цели имеют всего 4 точки, а некоторые — 20 точек. 

Дистанционный микровизуализатор

Remote Micro-Imager в основном используется для захвата черно-белых изображений высокого разрешения целей ChemCam для контекста и документации. [14] Обычно изображение интересующей цели захватывается до и после выстрела лазера. Часто лазер делает «ямки LIBS», которые можно увидеть в RMI, чтобы показать, где конкретно лазер взял пробу на конкретной цели. Разрешение RMI выше, чем у черно-белой навигационной камеры (navcam) и цветных мачтовых камер (mastcam).

Визуализация на больших расстояниях

RMI в основном используется для получения изображений крупным планом объектов, отобранных ChemCam, но его также можно использовать для сбора изображений с высоким разрешением удаленных обнажений и ландшафтов. [7] RMI имеет более высокое пространственное разрешение, чем камера Mastcam M100, которая является цветной камерой, также способной получать изображения близлежащих объектов или удаленных геологических объектов. [7] RMI использовался миссией для разведки предстоящего рельефа, а также для получения изображений удаленных объектов, таких как край кратера Гейла .

Научный вклад

ChemCam использовался совместно с другими инструментами марсохода Curiosity для достижения прогресса в понимании химического состава горных пород и почв на Марсе . LIBS позволяет обнаруживать и количественно определять основные оксиды: SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO T , MgO, TiO 2 , CaO, Na 2 O и K 2 O в целевых коренных породах. [11] [12] [14] Существуют различимые геологические единицы, определенные с помощью орбитальных анализов, которые были подтверждены усредненными составами коренных пород, определенными с помощью ChemCam и других инструментов на борту Curiosity. [15] Идентификация основана на многомерных моделях PLS и PCA, классифицированных с помощью SIMCA с калибровочными моделями, созданными с помощью программного обеспечения « The Unscramble r ». [16] ChemCam также количественно определил химию почвы. ChemCam обнаружил два различных типа почвы в кратере Гейла: мелкозернистый мафический материал, который больше характерен для глобальных марсианских почв или пыли, и крупнозернистый фельзитовый материал, который происходит из местной коренной породы кратера Гейла. [13] ChemCam имеет возможность измерять второстепенные или следовые элементы, такие как литий, марганец, стронций и рубидий. [17] [18] ChemCam измерил MnO до 25% по весу в заполнении трещин, что позволяет предположить, что Марс когда-то был более кислородосодержащей средой. [17]   

Изображения

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd "MSL Science Corner: Chemistry & Camera (ChemCam)". NASA/JPL. Архивировано из оригинала 20 марта 2009 г. Получено 9 сентября 2009 г.
  2. ^ Wiens, Roger C.; Maurice, Sylvestre; Barraclough, Bruce; Saccoccio, Muriel; Barkley, Walter C.; Bell, James F.; Bender, Steve; Bernardin, John; Blaney, Diana ; Blank, Jennifer; Bouyé, Marc (01.09.2012). «Комплект инструментов ChemCam на марсоходе Mars Science Laboratory (MSL): испытания корпуса и комбинированной системы». Space Science Reviews . 170 (1): 167–227. Bibcode : 2012SSRv..170..167W. doi : 10.1007/s11214-012-9902-4 . ISSN  1572-9672.
  3. ^ "Лазерный прибор марсохода поражает первый марсианский камень". 2012 . Получено 17.03.2021 .
  4. ↑ Вебстер, Гай; Агл, округ Колумбия (19 августа 2012 г.). «Отчет о состоянии миссии Mars Science Laboratory/Curiosity». NASA . Получено 3 сентября 2012 г.
  5. ↑ Сотрудники. «Камень 'Коронации' на Марсе». NASA . Получено 3 сентября 2012 г.
  6. ↑ Амос, Джонатан (17 августа 2012 г.). «Марсоход Curiosity от NASA готовится к уничтожению марсианских камней». BBC News . Получено 3 сентября 2012 г.
  7. ^ abc Le Mouélic, S.; Gasnault, O.; Herkenhoff, KE; Bridges, NT; Langevin, Y.; Mangold, N.; Maurice, S.; Wiens, RC; Pinet, P.; Newsom, HE; ​​Deen, RG (2015-03-15). "Удаленная микрокамера ChemCam в кратере Гейла: обзор первого года работы на Марсе". Icarus . Специальный выпуск: Первый год MSL. 249 : 93–107. Bibcode : 2015Icar..249...93L. doi : 10.1016/j.icarus.2014.05.030. ISSN  0019-1035.
  8. ^ Salle B.; Lacour JL; Mauchien P.; Fichet P.; Maurice S.; Manhes G. (2006). «Сравнительное исследование различных методологий количественного анализа горных пород с помощью лазерно-индуцированной пробойной спектроскопии в имитированной марсианской атмосфере» (PDF) . Spectrochimica Acta Часть B: Атомная спектроскопия . 61 (3): 301–313. Bibcode : 2006AcSpe..61..301S. doi : 10.1016/j.sab.2006.02.003.
  9. ^ Wiens RC; Maurice S. (2008). «Исправления и разъяснения, новости недели». Science . 322 (5907): 1466. doi :10.1126/science.322.5907.1466a. PMC 1240923 . 
  10. ^ Статус ChemCam Апрель, 2008 Архивировано 2013-11-09 в Wayback Machine . Лос-Аламосская национальная лаборатория.
  11. ^ abc Wiens, RC; Maurice, S.; Lasue, J.; Forni, O.; Anderson, RB; Clegg, S.; Bender, S.; Blaney, D .; Barraclough, BL; Cousin, A.; Deflores, L.; Delapp, D.; Dyar, MD; Fabre, C.; Gasnault, O.; Lanza, N.; Mazoyer, J.; Melikechi, N.; Meslin, P.-Y.; Newsom, H.; Ollila, A.; Perez, R.; Tokar, RL; Vaniman, D. (2013-04-01). «Предполетная калибровка и начальная обработка данных для прибора лазерно-индуцированной спектроскопии ChemCam на марсоходе Mars Science Laboratory». Spectrochimica Acta Часть B: Атомная спектроскопия . 82 : 1–27. Bibcode : 2013AcSpe..82....1W. doi : 10.1016/j.sab.2013.02.003 . ISSN  0584-8547.
  12. ^ abc Морис, С.; Клегг, СМ; Винс, Р.К.; Гасно, О.; Рапин, В.; Форни, О.; Кузен, А.; Сауттер, В .; Мангольд, Н.; Дейт, Л. Ле; Нахон, М. (30.03.2016). "Деятельность и открытия ChemCam во время номинальной миссии Марсианской научной лаборатории в кратере Гейла, Марс". Журнал аналитической атомной спектрометрии . 31 (4): 863–889. doi :10.1039/C5JA00417A. ISSN  1364-5544. S2CID  102209936.
  13. ^ ab Meslin, P.- Y.; Gasnault, O.; Forni, O.; Schroder, S.; Cousin, A.; Berger, G.; Clegg, SM; Lasue, J.; Maurice, S.; Sautter, V. ; Le Mouelic, S. (2013-09-27). "Разнообразие почв и гидратация по наблюдениям ChemCam в кратере Гейла, Марс". Science . 341 (6153): 1238670. Bibcode :2013Sci...341E...1M. doi :10.1126/science.1238670. ISSN  0036-8075. PMID  24072924. S2CID  7418294.
  14. ^ abc Морис, С.; Виенс, Р. К.; Саккоччио, М.; Барраклоу, Б.; Гасно, О.; Форни, О.; Мангольд, Н.; Барату, Д.; Бендер, С.; Бергер, Г.; Бернардин, Дж. (2012). «Комплект инструментов ChemCam на марсоходе Mars Science Laboratory (MSL): научные цели и описание мачтового блока». Обзоры космической науки . 170 (1–4): 95–166. Bibcode : 2012SSRv..170...95M. doi : 10.1007/s11214-012-9912-2. ISSN  0038-6308. S2CID  255064964.
  15. ^ Frydenvang, J.; Mangold, N.; Wiens, RC; Fraeman, AA; Edgar, LA; Fedo, CM; L'Haridon, J.; Bedford, CC; Gupta, S.; Grotzinger, JP; Bridges, JC (2020). «Хемостратиграфия формации Мюррей и роль диагенеза на хребте Вера Рубин в кратере Гейл, Марс, по наблюдениям прибора ChemCam». Журнал геофизических исследований: Планеты . 125 (9): e2019JE006320. Bibcode : 2020JGRE..12506320F. doi : 10.1029/2019JE006320. ISSN  2169-9100. S2CID  225649505.
  16. ^ Ланца, Нина Л.; Винс, Роджер К.; Клегг, Сэмюэл М.; Оллила, Энн М.; Хамфрис, Сет Д.; Ньюсом, Хортон Э.; Бэрфилд, Джеймс Э. (2010-05-01). «Калибровка прибора лазерно-индуцированной спектроскопии ChemCam для карбонатных минералов на Марсе». Прикладная оптика . 49 (13): C211. Bibcode : 2010ApOpt..49C.211L. doi : 10.1364/AO.49.00C211. ISSN  0003-6935.
  17. ^ ab Lanza, Nina L.; Wiens, Roger C.; Arvidson, Raymond E.; Clark, Benton C.; Fischer, Woodward W.; Gellert, Ralf; Grotzinger, John P.; Hurowitz, Joel A.; McLennan, Scott M.; Morris, Richard V.; Rice, Melissa S. (2016). «Окисление марганца в древнем водоносном горизонте, формация Кимберли, кратер Гейла, Марс». Geophysical Research Letters . 43 (14): 7398–7407. Bibcode : 2016GeoRL..43.7398L. doi : 10.1002/2016GL069109. ISSN  1944-8007. S2CID  6768479.
  18. ^ Payré, V.; Fabre, C.; Cousin, A.; Sautter, V .; Wiens, RC; Forni, O.; Gasnault, O.; Mangold, N.; Meslin, P.-Y.; Lasue, J.; Ollila, A. (2017). «Щелочные микроэлементы в кратере Гейла, Марс, с ChemCam: обновление калибровки и геологические последствия». Journal of Geophysical Research: Planets . 122 (3): 650–679. Bibcode : 2017JGRE..122..650P. doi : 10.1002/2016JE005201 . ISSN  2169-9100.

Внешние ссылки

Найдите ChemCam в Викисловаре, бесплатном словаре.