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Articulo de referencia

Complejo de Química y Cámara

El espectrómetro interno (izquierda) y el telescopio láser (derecha) para el mástil. El complejo de Química y Cámara ( ChemCam ) es un conjunto de instrumentos de teledetección ...

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El espectrómetro interno (izquierda) y el telescopio láser (derecha) para el mástil.

El complejo de Química y Cámara ( ChemCam ) es un conjunto de instrumentos de teledetección en Marte para el rover Curiosity . Como su nombre indica, ChemCam es en realidad dos instrumentos diferentes combinados en uno: un espectrómetro de ruptura inducida por láser (LIBS) y un telescopio de microimágenes remoto (RMI). El propósito del instrumento LIBS es proporcionar composiciones elementales de rocas y suelo, mientras que el RMI proporcionará a los científicos de ChemCam imágenes de alta resolución de las áreas de muestreo de las rocas y el suelo a los que apunta LIBS. [ 1 ] El instrumento LIBS puede apuntar a una muestra de roca o suelo desde una distancia de hasta 7 m (23 pies) , vaporizando una pequeña cantidad con aproximadamente 30 pulsos de 5 nanosegundos de un láser infrarrojo de 1067 nm y luego observando el espectro de la luz emitida por la roca vaporizada. [ 2 ]   

Descripción general

ChemCam tiene la capacidad de registrar hasta 6144 longitudes de onda diferentes de luz ultravioleta, visible e infrarroja. [ 3 ] La detección de la bola de plasma luminoso se realiza en los rangos visible, ultravioleta cercano e infrarrojo cercano, entre 240  nm y 800  nm. [ 1 ] La primera prueba láser inicial de ChemCam por Curiosity en Marte se realizó en una roca, N165 (roca "Coronación") , cerca de Bradbury Landing el 19 de agosto de 2012. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

Utilizando la misma óptica de recolección, el RMI proporciona imágenes de contexto de los puntos de análisis LIBS. El RMI resuelve objetos de 1 mm (0,039 pulg.) a una distancia de 10 m (33 pies) y tiene un campo de visión que cubre 20 cm (7,9 pulg.) a esa distancia. [ 1 ] El RMI también se ha utilizado para tomar imágenes de características geológicas y paisajes distantes. [ 7 ]      

El conjunto de instrumentos ChemCam fue desarrollado por el Laboratorio Nacional de Los Alamos y el laboratorio francés CESR . [ 1 ] [ 8 ] [ 9 ] El modelo de vuelo de la unidad del mástil fue entregado por el CNES francés al Laboratorio Nacional de Los Alamos . [ 10 ]

Instrumentación

Espectroscopia de ruptura inducida por láser

Mosaico de cinco fotogramas de ChemCam RMI (derecha) de la roca "Chantrey", coloreado utilizando la imagen derecha de MastCam (M-100) (izquierda).

ChemCam marca el primer uso de la espectroscopia de ruptura inducida por láser ( LIBS ) como parte de una misión de ciencia planetaria. [ 11 ] [ 12 ] El láser está posicionado en el mástil del rover Curiosity y enfocado por el telescopio que también reside en el mástil, mientras que el espectrómetro está alojado en el cuerpo del rover. Normalmente, el láser dispara 30 veces a un solo punto, recopilando lecturas espectroscópicas de la roca vaporizada para cada disparo láser, y muestrea múltiples puntos en un objetivo elegido. Para observaciones de roca madre, los primeros 5 disparos de un punto se descartan ya que se consideran contaminados por polvo marciano. [ 13 ] Los disparos restantes de un punto se promedian para los cálculos de composición química. [ 11 ] [ 12 ] [ 14 ] Es común que haya 9 o 10 puntos de análisis en cualquier objetivo dado, pero este no es siempre el caso. Algunos objetivos valen tan solo 4 puntos, mientras que otros valen 20 puntos. 

Microimagenador remoto

El Micro-Imager Remoto se utiliza principalmente para capturar imágenes en blanco y negro de alta resolución de los objetivos de ChemCam para su contexto y documentación. [ 14 ] Por lo general, se captura una imagen del objetivo de interés antes y después de que se dispare el láser. A menudo, el láser crea "pozos LIBS" que pueden ser visibles en el RMI para mostrar dónde el láser muestreó específicamente en un objetivo en particular. La resolución del RMI es mayor que la de la cámara de navegación en blanco y negro (navcam) y las cámaras de mástil a color (mastcam).

Imágenes de larga distancia

El RMI se utiliza principalmente para obtener imágenes de primer plano de objetivos muestreados por ChemCam, pero también puede utilizarse para obtener imágenes de alta resolución de afloramientos y paisajes distantes. [ 7 ] El RMI tiene una resolución espacial mayor que la cámara mastcam M100, que es una cámara a color también capaz de capturar imágenes de objetos cercanos o características geológicas distantes. [ 7 ] La misión ha utilizado el RMI para el reconocimiento del terreno subsiguiente, así como para capturar imágenes de características distantes, como el borde del cráter Gale .

Contribuciones científicas

ChemCam se ha utilizado, junto con otros instrumentos del rover Curiosity , para avanzar en la comprensión de la composición química de rocas y suelos en Marte . LIBS permite detectar y cuantificar los principales óxidos: SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO T , MgO, TiO 2 , CaO, Na 2 O y K 2 O de objetivos de roca madre. [ 11 ] [ 12 ] [ 14 ] Hay unidades geológicas distinguibles determinadas a partir de análisis orbitales que han sido confirmadas por composiciones promedio de roca madre determinadas por ChemCam y otros instrumentos a bordo de Curiosity. [ 15 ] La identificación se basa en modelos PLS y PCA multivariados clasificados usando SIMCA con modelos de calibración hechos usando el software " The Unscramble r ". [ 16 ] ChemCam también ha cuantificado la química del suelo. ChemCam ha observado dos tipos de suelo distintos en el cráter Gale: un material máfico de grano fino que es más representativo de los suelos o polvo marcianos globales y un material félsico de grano grueso que se origina en el lecho rocoso local del cráter Gale. [ 13 ] ChemCam tiene la capacidad de medir elementos menores o traza como litio, manganeso, estroncio y rubidio. [ 17 ] [ 18 ] ChemCam ha medido MnO hasta un 25 % en peso en rellenos de fracturas, lo que sugiere que Marte fue en el pasado un entorno más oxigenado. [ 17 ]  

Imágenes

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 "MSL Science Corner: Chemistry & Camera (ChemCam)" . NASA/JPL. Archivado del original el 20 de marzo de 2009. Recuperado el 9 de septiembre de 2009 .
  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 (2012-09-01). "The ChemCam Instrument Suite on the Mars Science Laboratory (MSL) Rover: Body Unit and Combined System Tests" . Space Science Reviews . 170 (1): 167– 227. Bibcode : 2012SSRv..170..167W . doi : 10.1007/s11214-012-9902-4 . ISSN 1572-9672 . 
  3. ↑ "El instrumento láser del rover impacta la primera roca marciana" . 2012. Consultado el 17 de marzo de 2021 .
  4. ↑ Webster, Guy; Agle, DC (19 de agosto de 2012). "Informe de estado de la misión del Laboratorio Científico de Marte/Curiosity" . NASA . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  5. ↑ Personal .Roca 'Coronación' en Marte" . NASA . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  6. ↑ Amos, Jonathan (17 de agosto de 2012). "El rover Curiosity de la NASA se prepara para analizar rocas marcianas" . BBC News . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  7. 1 2 3 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). "El microimager remoto ChemCam en el cráter Gale: revisión del primer año de operaciones en Marte" . Icarus . Número especial: Primer año de 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). "Estudio comparativo de diferentes metodologías para el análisis cuantitativo de rocas mediante espectroscopia de ruptura inducida por láser en una atmósfera marciana simulada" (PDF) . Spectrochimica Acta Parte B: Espectroscopia atómica . 61 (3): 301– 313. Bibcode : 2006AcSpe..61..301S . doi : 10.1016/j.sab.2006.02.003 .
  9. ↑ Wiens RC; Maurice S. (2008). "Correcciones y aclaraciones, noticias de la semana" . Science . 322 (5907): 1466. doi : 10.1126/science.322.5907.1466a . PMC 1240923 . 
  10. ↑ Estado de ChemCam Abril, 2008 Archivado el 09-11-2013 en Wayback Machine . Laboratorio Nacional de Los Alamos.
  11. 1 2 3 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). "Calibración previa al vuelo y procesamiento inicial de datos para el instrumento de espectroscopia de ruptura inducida por láser ChemCam en el rover Mars Science Laboratory" . Spectrochimica Acta Parte B: Espectroscopia atómica . 82 : 1– 27. Bibcode : 2013AcSpe..82....1W . doi : 10.1016/j.sab.2013.02.003 . ISSN 0584-8547 . 
  12. 1 2 3 Maurice, S.; Clegg, SM; Wiens, RC; Gasnault, O.; Rapin, W.; Forni, O.; Cousin, A.; Sautter, V. ; Mangold, N.; Deit, L. Le; Nachon, M. (2016-03-30). "Actividades y descubrimientos de ChemCam durante la misión nominal del Laboratorio Científico de Marte en el cráter Gale, Marte" . Journal of Analytical Atomic Spectrometry . 31 (4): 863– 889. doi : 10.1039/C5JA00417A . ISSN 1364-5544 . S2CID 102209936 .  
  13. 1 2 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). " Diversidad e hidratación del suelo observadas por ChemCam en el cráter Gale, Marte" . Science . 341 (6153) 1238670. Bibcode : 2013Sci...341E...1M . doi : 10.1126/science.1238670 . ISSN 0036-8075 . PMID 24072924. S2CID 7418294 .   
  14. 1 2 3 Maurice, S.; Wiens, RC; Saccoccio, M.; Barraclough, B.; Gasnault, O.; Forni, O.; Mangold, N.; Baratoux, D.; Bender, S.; Berger, G.; Bernardin, J. (2012). "The ChemCam Instrument Suite on the Mars Science Laboratory (MSL) Rover: Science Objectives and Mast Unit Description" . Space Science Reviews . 170 ( 1– 4): 95– 166. Bibcode : 2012SSRv..170...95M . doi : 10.1007/s11214-012-9912-2 . ISSN 0038-6308 . S2CID 255064964 .  
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  17. 1 2 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). "Oxidación de manganeso en un antiguo acuífero, formación Kimberley, cráter Gale, Marte" . 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). "Elementos traza alcalinos en el cráter Gale, Marte, con ChemCam: Actualización de calibración e implicaciones geológicas" . Journal of Geophysical Research: Planets . 122 (3): 650– 679. Bibcode : 2017JGRE..122..650P . doi : 10.1002/2016JE005201 . ISSN 2169-9100 . 
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