CheMin , сокращение от «Химия и минералогия» , представляет собой прибор, расположенный внутри марсохода « Кьюриосити» , который исследует поверхность кратера Гейла на Марсе . [1] [2] [3] Дэвид Блейк из Исследовательского центра Эймса НАСА — главный исследователь. [1]
CheMin идентифицирует и количественно определяет минералы, присутствующие в камнях и почве, доставленные к нему роботизированной рукой марсохода . Определяя минералогию горных пород и почв, CheMin оценивает участие воды в их формировании, отложении или изменении. [2] Кроме того, данные CheMin полезны при поиске потенциальных минеральных биосигнатур , источников энергии для жизни или индикаторов прошлой обитаемой среды . [1] [2]
ЧеМин на борту марсохода Curiosity на Марсе получил награду НАСА «Изобретение года» правительства 2013 года. [4]
CheMin — это порошковый рентгеновский дифракционный прибор, который также обладает возможностями рентгеновской флуоресценции . [2] CheMin не требует использования жидких реагентов, вместо этого он использует микрофокусную кобальтовую рентгеновскую трубку , пропускающую ячейку для образца и энергодискриминирующую рентгеночувствительную ПЗС-матрицу для одновременного проведения двумерной дифракции рентгеновских лучей. закономерности и энергодисперсионные гистограммы порошкообразных образцов. [2] Необработанные кадры CCD преобразуются в продукты данных на борту марсохода для уменьшения объема данных. Эти данные передаются на Землю для дальнейшего анализа. [1]
В процессе работы коллимированный источник рентгеновского излучения производит и направляет луч через пропускающую ячейку для образца, содержащую порошкообразный материал. ПЗС-матрица ( устройство с зарядовой связью ) расположена на противоположной стороне образца от источника и непосредственно обнаруживает рентгеновские лучи, дифрагированные или флуоресцирующие образцом. ПЗС-матрица может измерять заряд, генерируемый каждым фотоном , и, следовательно, его энергию . Дифрагированные рентгеновские лучи попадают на детектор и идентифицируются по их энергии, создавая двумерное изображение, которое представляет собой дифракционную картину образца. Таким образом можно анализировать как кристаллические, так и аморфные материалы. [2]
Максимум 65 мм 3 материала пробы доставляется в систему вибрирующих воронок, которая проходит через палубу ровера, хотя для заполнения ячейки для пробы, прозрачной, дискообразного объема, с диаметром 8 мм требуется всего около 10 мм 3 материала. диаметр мм и толщина 175 мкм. Воронка содержит сито с размером ячеек 1 мм для ограничения размера частиц. Пять постоянных ячеек загружены калибровочными стандартами; это одиночные минералы или синтетическая керамика. Каждый анализ может занять до 10 часов и растянуться на две или более марсианские ночи. [1]
17 октября 2012 года на « Рокнесте » был выполнен первый рентгеноструктурный анализ марсианского грунта . Результаты выявили присутствие нескольких минералов, в том числе полевого шпата , пироксенов и оливина , и предположили, что марсианская почва в образце была похожа на «выветрелые базальтовые почвы» гавайских вулканов . [5] Парагенетическая тефра из гавайского шлакового конуса добывалась для создания имитатора марсианского реголита , который исследователи могли использовать с 1998 года. [6] [7]
Международный центр дифракционных данных, 2005 г.