SuperCam — это набор инструментов дистанционного зондирования для миссии марсохода «Персеверанс» на Марс 2020 , который выполняет дистанционный анализ горных пород и почв с помощью камеры, двух лазеров и четырех спектрометров для поиска органических соединений , которые могли бы содержать биосигнатуры прошлой микробной жизни на Марсе , если таковые имеются. когда-либо существовал там.
SuperCam была разработана в сотрудничестве Научно-исследовательского института астрофизики и планетологии (IRAP [fr] ) Тулузского университета во Франции, Французского космического агентства ( CNES ), Национальной лаборатории Лос-Аламоса , Университета Вальядолида (Испания), Университета Гавайских островов и университетов Страны Басков и Малаги в Испании. Главный исследователь — Роджер Винс из Национальной лаборатории Лос-Аламоса . SuperCam — это улучшенная версия успешных инструментов ChemCam марсохода Curiosity , которые были модернизированы двумя различными лазерами и детекторами. [1] [2] [3] SuperCam используется в сочетании с системой наведения AEGIS (автономные исследования для сбора расширенных научных данных), программой, в разработке которой участвовал Ванди Верма , робототехник и инженер НАСА. [4]
В апреле 2018 года SuperCam вышла на финальную стадию сборки и испытаний. Летная модель была установлена на марсоход в июне 2019 года. Миссия марсохода стартовала 30 июля 2020 года. [5]
Для измерения химического состава в наборе приборов используется версия успешных инструментов ChemCam марсохода Curiosity , которые были модернизированы двумя различными лазерами и детекторами. [1] [2] [3] Приборы SuperCam способны идентифицировать виды химических веществ, которые могут быть свидетельством прошлой жизни на Марсе . SuperCam представляет собой набор различных инструментов, а совокупность коррелированных измерений на цели может использоваться для непосредственного определения геохимии и минералогии образцов. [1] [7] [8]
В комплект входит несколько интегрированных инструментов: рамановская спектроскопия , флуоресцентная спектроскопия с временным разрешением (TRF) и спектроскопия отражения в видимом и инфракрасном диапазоне (VISIR) , позволяющие получить предварительную информацию о минералогии и молекулярной структуре рассматриваемых образцов, а также иметь возможность напрямую измерить органические соединения . [3] [2] Всего четыре дополнительных спектрометра, что делает комплекс достаточно чувствительным для измерения следовых количеств химических веществ. [1] [7]
Система дистанционной спектроскопии лазерно-индуцированного пробоя (LIBS) излучает лазерный луч с длиной волны 1064 нм для исследования целей размером с рисовое зернышко на расстоянии более 7 метров, что позволяет марсоходу изучать цели, находящиеся за пределами досягаемости его руки. [6] [7] [8] Луч испаряет небольшое количество камня, создавая горячую плазму . Затем SuperCam измеряет цвета света в плазме, что дает представление об элементном составе цели. [2] [7] Его лазер также способен удаленно очищать поверхность от пыли, обеспечивая всем инструментам четкий обзор целей. [6] [7] Установка LIBS содержит три спектрометра. Два из них обрабатывают видимую и фиолетовую часть спектра VISIR, а ИК-часть записывается на мачте. [9]
Рамановский спектрометр SuperCam (длина волны 532 нм) исследует цели на расстоянии до 12 м от марсохода. В методе рамановской спектроскопии большая часть зеленого лазерного света отражается обратно на той же длине волны, которая была послана, но небольшая часть света взаимодействует с целевыми молекулами, изменяя длину волны пропорционально колебательной энергии молекулярных связей. Спектрально наблюдая отраженный комбинационный свет, можно определить идентичность минералов. [10] [11]
Инфракрасный спектрометр , предоставленный Францией, работает в диапазоне длин волн , близком к инфракрасному (от 1,3 до 2,6 микрометра), а его фотодиоды или детекторы охлаждаются небольшими термоэлектрическими охладителями, чтобы обеспечить их работу в диапазоне от -100 °C до -50 °C при температуре все время. [9] Этот прибор проанализирует многие глинистые минералы и поможет разгадать историю жидкой воды на Марсе . [1] Типы глинистых минералов и их содержание дают представление о природе присутствовавшей воды: пресной или соленой, с кислым или нейтральным pH , могла ли она быть ледяной или теплой, а также о том, присутствовала ли вода в течение определенного периода времени. длительный период времени. [1] Это ключевые вопросы, позволяющие понять, насколько обитаемой была поверхностная среда в далеком прошлом.
Оптическая камера SuperCam получает цветные изображения исследуемых образцов с высоким разрешением, которые также помогают определить геологию поверхности. Эта камера также может изучать, как атмосферная вода и пыль поглощают или отражают солнечное излучение, что может помочь в разработке прогнозов погоды . [6] SuperCam также оснащена микрофоном для захвата первых аудиозаписей с поверхности Марса. [1] Микрофон той же модели (Knowles Corp EK), что и микрофон, который летал на Марс на посадочных модулях Mars Polar Lander в 1998 году и Phoenix в 2007 году . [7] Однако ни одна из миссий не смогла записать звуки. [7]
Детекторы всех четырех спектрометров охлаждаются термоэлектрическими охладителями до температуры чуть ниже 0 °C. Фотодиоды для инфракрасного (ИК) спектрометра постоянно охлаждаются до температуры от -100 °C до -50 °C. [9]
На этом снимке, сделанном 25 июня 2019 года, инженеры устанавливают инструмент SuperCam на марсоход Марса 2020.
