Комплекс химии и камеры - Википедия - Chemistry and Camera complex

Внутренний спектрометр (слева) и лазерный телескоп (справа) для мачты
Msl лазер 466x248.gif

Комплекс химии и камеры (ChemCam) - это набор инструментов дистанционного зондирования на Марс для Любопытство ровер. Как следует из названия, ChemCam на самом деле представляет собой два разных инструмента, объединенных в один: спектроскопия лазерного пробоя (LIBS) и телескоп Remote Micro Imager (RMI). Инструмент LIBS предназначен для получения элементного состава горных пород и почвы, в то время как RMI будет предоставлять ученым ChemCam изображения с высоким разрешением участков отбора проб горных пород и почвы, на которые нацелена LIBS.[1] Инструмент LIBS может нацеливаться на образец породы или грунта на расстоянии до 7 м (23 фута), испаряя его небольшое количество примерно 30 импульсами 5 наносекунд из 1067нм инфракрасный лазер, а затем наблюдение за спектром света, излучаемого испаренной горной породой.[2]

Обзор

ChemCam может записывать до 6144 различных длин волн ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света.[3] Обнаружение шара светящейся плазмы осуществляется в видимом, ближнем УФ и ближнем инфракрасном диапазонах, от 240 до 800 нм.[1] Первое первоначальное лазерное тестирование ChemCam, проведенное Любопытство на Марсе исполнялся на скале, N165 (рок "Коронация"), возле Bradbury Landing 19 августа 2012 г.[4][5][6]

Используя ту же оптику сбора, RMI предоставляет контекстные изображения точек анализа LIBS. RMI разрешает объекты размером 1 мм (0,039 дюйма) на расстоянии 10 м (33 фута) и имеет поле обзора в 20 см (7,9 дюйма) на этом расстоянии.[1] RMI также использовался для съемки далеких геологических объектов и ландшафтов.[7]

Набор инструментов ChemCam был разработан Лос-Аламосская национальная лаборатория и французы CESR лаборатория.[1][8][9] Летный образец мачты доставили из Франции. CNES к Лос-Аламосская национальная лаборатория.[10]

Приборы

Спектроскопия лазерного пробоя

Пятикадровая мозаика ChemCam RMI (справа) скалы «Чантри», раскрашенная с помощью правого изображения MastCam (M-100) (слева). Кредит изображения: НАСА / Лаборатория реактивного движения / ЛАНЛ / MSSS / Джастин Коварт

ChemCam отмечает первое использование спектроскопии лазерного пробоя (LIBS ) как часть планетарной научной миссии.[11][12] Лазер расположен на мачте Любопытство марсохода и фокусируется телескопом, который также находится на мачте, а спектрометр размещается в корпусе марсохода. Как правило, лазер производит 30 выстрелов в одну точку, собирая спектроскопические показания испарившейся породы для каждого лазерного выстрела и измеряя несколько точек на выбранной цели. При наблюдении за коренными породами первые 5 снимков точки отбрасываются, так как считается, что они загрязнены марсианской пылью.[13] Остальные снимки одной точки усредняются вместе для расчетов химического состава.[11][12][14] Обычно на любую заданную цель приходится 9 или 10 точек анализа, но это не всегда так. Некоторые цели имеют всего 4 очка, а некоторые - 20 очков.

Удаленный Micro-Imager

Remote Micro-Imager в основном используется для захвата черно-белых изображений высокого разрешения мишеней ChemCam для контекста и документации.[15] Обычно изображение интересующей цели делается до и после срабатывания лазера. Часто лазер создает «ямы LIBS», которые можно увидеть в RMI, чтобы показать, где именно лазер отбирал пробы на конкретной цели. Разрешение RMI выше, чем у черно-белой навигационной камеры (navcam) и цветных мачтовых камер (mastcam).

Изображения на большом расстоянии

Удаленный микро-имидж-сканер (RMI) в основном используется для получения крупным планом изображений целей, снятых ChemCam, но его также можно использовать для получения изображений с высоким разрешением отдаленных обнажений и ландшафтов.[7] RMI имеет более высокое пространственное разрешение, чем камера mastcam M100, которая представляет собой цветную камеру, также способную отображать близлежащие объекты или удаленные геологические объекты.[7] RMI использовался миссией для разведки приближающейся местности, а также для получения изображений удаленных объектов, таких как край Кратер Гейла.

Научный вклад

ChemCam использовался вместе с другими инструментами Любопытство марсоход, чтобы продвинуться в понимании химического состава горных пород и почв на Марс. LIBS позволяет обнаруживать и количественно определять основные оксиды: SiO2, Al2О3, FeOТ, MgO, TiO2, CaO, Na2O и K2O целей коренных пород.[16][17][18] Существуют различимые геологические единицы, определенные с помощью орбитального анализа, которые были подтверждены усредненным составом коренных пород, определенным с помощью ChemCam и других инструментов на борту Curiosity.[19] ChemCam также количественно оценил химический состав почвы. ChemCam видела два разных типа почвы в кратере Гейла: мелкозернистый основной материал, который более характерен для глобального Марсианские почвы или пыль и крупнозернистый кислый материал, который происходит из коренных пород местного кратера Гейла.[20] ChemCam может измерять второстепенные или следовые элементы, такие как литий, марганец, стронций и рубидий.[21][22] ChemCam измерила содержание MnO в заполнении трещин до 25 мас.%, Что предполагает, что Марс когда-то был более насыщенной кислородом средой.[21].   

Изображений

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d "Научный уголок MSL: химия и камера (ChemCam)". НАСА / Лаборатория реактивного движения. Получено 9 сентября, 2009.
  2. ^ Wiens, Roger C .; Морис, Сильвестр; Барраклаф, Брюс; Саккоччо, Мюриэль; Barkley, Walter C .; Белл, Джеймс Ф .; Бендер, Стив; Бернардин, Джон; Блейни, Диана; Бланк, Дженнифер; Буйе, Марк (01.09.2012). "Набор инструментов ChemCam на марсоходе Марсианской научной лаборатории (MSL): тесты корпуса и комбинированные системы". Обзоры космической науки. 170 (1): 167–227. Дои:10.1007 / s11214-012-9902-4. ISSN  1572-9672.
  3. ^ "Лазерный прибор марсохода взрывает первый марсианский рок". 2012. Архивировано с оригинал на 2012-08-21. Получено 2012-08-20.
  4. ^ Вебстер, Гай; Агл, округ Колумбия (19 августа 2012 г.). «Марсианская научная лаборатория / Отчет о статусе миссии Curiosity». НАСА. Получено 3 сентября, 2012.
  5. ^ Сотрудники. "'Коронация "Скала на Марсе". НАСА. Получено 3 сентября, 2012.
  6. ^ Амос, Джонатан (17 августа 2012 г.). «Марсоход НАСА Curiosity готовится взорвать марсианские камни». Новости BBC. Получено 3 сентября, 2012.
  7. ^ а б c Le Mouélic, S .; Gasnault, O .; Херкенхофф, К. Э .; Бриджес, Н. Т .; Langevin, Y .; Mangold, N .; Maurice, S .; Wiens, R.C .; Pinet, P .; Ньюсом, Х. Э .; Дин, Р. Г. (2015-03-15). «Удаленный микроскоп ChemCam в кратере Гейла: обзор первого года работы на Марсе». Икар. Специальный выпуск: первый год MSL. 249: 93–107. Дои:10.1016 / j.icarus.2014.05.030. ISSN  0019-1035.
  8. ^ Salle B .; Lacour J. L .; Mauchien P .; Fichet P .; Морис С .; Манхес Г. (2006). «Сравнительное исследование различных методик количественного анализа горных пород с помощью спектроскопии лазерного пробоя в смоделированной марсианской атмосфере» (PDF). Spectrochimica Acta Часть B-Атомная спектроскопия. 61 (3): 301–313. Bibcode:2006AcSpe..61..301S. Дои:10.1016 / j.sab.2006.02.003.
  9. ^ Wiens R.C .; Морис С. (2008). «Исправления и уточнения, Новости недели». Наука. 322 (5907): 1466. Дои:10.1126 / science.322.5907.1466a. ЧВК  1240923.
  10. ^ ChemCam Status, апрель 2008 г. В архиве 2013-11-09 в Wayback Machine. Лос-Аламосская национальная лаборатория.
  11. ^ а б «Предполетная калибровка и первичная обработка данных для прибора спектроскопии лазерного пробоя ChemCam на марсоходе Mars Science Laboratory». Spectrochimica Acta Часть B: Атомная спектроскопия. 82: 1–27. 2013-04-01. Дои:10.1016 / j.sab.2013.02.003. ISSN  0584-8547.
  12. ^ а б Maurice, S .; Clegg, S.M .; Wiens, R.C .; Gasnault, O .; Rapin, W .; Forni, O .; Кузен, А .; Sautter, V .; Mangold, N .; Deit, L. Le; Начон, М. (30 марта 2016 г.). «Деятельность и открытия ChemCam во время номинальной миссии Марсианской научной лаборатории в кратере Гейла на Марсе». Журнал аналитической атомной спектрометрии. 31 (4): 863–889. Дои:10.1039 / C5JA00417A. ISSN  1364-5544.
  13. ^ Meslin, P.- Y .; Gasnault, O .; Forni, O .; Schroder, S .; Кузен, А .; Berger, G .; Clegg, S.M .; Lasue, J .; Maurice, S .; Sautter, V .; Ле Муэлик, С. (27 сентября 2013 г.). «Разнообразие почвы и гидратация по данным ChemCam в кратере Гейла, Марс». Наука. 341 (6153): 1238670–1238670. Дои:10.1126 / science.1238670. ISSN  0036-8075.
  14. ^ Maurice, S .; Wiens, R.C .; Saccoccio, M .; Barraclough, B .; Gasnault, O .; Forni, O .; Mangold, N .; Baratoux, D .; Бендер, С .; Berger, G .; Бернардин, Дж. (2012). "Набор инструментов ChemCam на марсоходе Марсианской научной лаборатории (MSL): научные цели и описание мачты". Обзоры космической науки. 170 (1–4): 95–166. Дои:10.1007 / s11214-012-9912-2. ISSN  0038-6308.
  15. ^ Maurice, S .; Wiens, R.C .; Saccoccio, M .; Barraclough, B .; Gasnault, O .; Forni, O .; Mangold, N .; Baratoux, D .; Бендер, С .; Berger, G .; Бернардин, Дж. (2012). "Набор инструментов ChemCam на марсоходе Марсианской научной лаборатории (MSL): научные цели и описание мачты". Обзоры космической науки. 170 (1–4): 95–166. Дои:10.1007 / s11214-012-9912-2. ISSN  0038-6308.
  16. ^ «Предполетная калибровка и первичная обработка данных для прибора спектроскопии лазерного пробоя ChemCam на марсоходе Mars Science Laboratory». Spectrochimica Acta Часть B: Атомная спектроскопия. 82: 1–27. 2013-04-01. Дои:10.1016 / j.sab.2013.02.003. ISSN  0584-8547.
  17. ^ Maurice, S .; Clegg, S.M .; Wiens, R.C .; Gasnault, O .; Rapin, W .; Forni, O .; Кузен, А .; Sautter, V .; Mangold, N .; Deit, L. Le; Начон, М. (30 марта 2016 г.). «Деятельность и открытия ChemCam во время номинальной миссии Марсианской научной лаборатории в кратере Гейла на Марсе». Журнал аналитической атомной спектрометрии. 31 (4): 863–889. Дои:10.1039 / C5JA00417A. ISSN  1364-5544.
  18. ^ Maurice, S .; Wiens, R.C .; Saccoccio, M .; Barraclough, B .; Gasnault, O .; Forni, O .; Mangold, N .; Baratoux, D .; Бендер, С .; Berger, G .; Бернардин, Дж. (2012). "Набор инструментов ChemCam на марсоходе Марсианской научной лаборатории (MSL): научные цели и описание мачты". Обзоры космической науки. 170 (1–4): 95–166. Дои:10.1007 / s11214-012-9912-2. ISSN  0038-6308.
  19. ^ Frydenvang, J .; Mangold, N .; Wiens, R.C .; Fraeman, A. A .; Эдгар, Л. А .; Fedo, C.M .; L'Haridon, J .; Bedford, C.C .; Gupta, S .; Grotzinger, J. P .; Мосты, Дж. К. (2020). «Хемостратиграфия формации Мюррея и роль диагенеза на хребте Вера Рубин в кратере Гейла, Марс, по наблюдениям прибора ChemCam». Журнал геофизических исследований: планеты. 125 (9): e2019JE006320. Дои:10.1029 / 2019JE006320. ISSN  2169-9100.
  20. ^ Meslin, P.- Y .; Gasnault, O .; Forni, O .; Schroder, S .; Кузен, А .; Berger, G .; Clegg, S.M .; Lasue, J .; Maurice, S .; Sautter, V .; Ле Муэлик, С. (27 сентября 2013 г.). «Разнообразие почвы и гидратация по данным ChemCam в кратере Гейла, Марс». Наука. 341 (6153): 1238670–1238670. Дои:10.1126 / science.1238670. ISSN  0036-8075.
  21. ^ а б Lanza, Nina L .; Wiens, Roger C .; Arvidson, Raymond E .; Clark, Benton C .; Фишер, Вудворд У .; Геллерт, Ральф; Гротцингер, Джон П .; Hurowitz, Joel A .; МакЛеннан, Скотт М .; Моррис, Ричард V .; Райс, Мелисса С. (2016). «Окисление марганца в древнем водоносном горизонте, формация Кимберли, кратер Гейла, Марс». Письма о геофизических исследованиях. 43 (14): 7398–7407. Дои:10.1002 / 2016GL069109. ISSN  1944-8007.
  22. ^ Payré, V .; Fabre, C .; Кузен, А .; Sautter, V .; Wiens, R.C .; Forni, O .; Gasnault, O .; Mangold, N .; Meslin, P.-Y .; Lasue, J .; Оллила, А. (2017). «Щелочные микроэлементы в кратере Гейла, Марс, с ChemCam: обновление калибровки и геологические последствия». Журнал геофизических исследований: планеты. 122 (3): 650–679. Дои:10.1002 / 2016JE005201. ISSN  2169-9100.

внешняя ссылка