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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 en Marte para el rover Curiosity . Como su nombre lo indica, ChemCam es en realidad dos instrumentos diferentes combinados en uno: un espectroscopio de ruptura inducida por láser (LIBS) y un telescopio de microimagen remota (RMI). El propósito del instrumento LIBS es proporcionar composiciones elementales de roca 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 que LIBS busca. [1] El instrumento LIBS puede apuntar a una muestra de roca o suelo desde hasta 7 m (23 pies) de distancia, vaporizando una pequeña cantidad de ella 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 6.144 longitudes de onda diferentes de luz ultravioleta, visible e infrarroja. [3] La detección de la bola de plasma luminosa 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 parte de 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 pulgadas) a una distancia de 10 m (33 pies) y tiene un campo de visión que cubre 20 cm (7,9 pulgadas) 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 Álamos y el laboratorio francés CESR . [1] [8] [9] El modelo de vuelo de la unidad de mástil fue entregado desde el CNES francés al Laboratorio Nacional de Los Álamos . [10]

Instrumentación

Espectroscopia de ruptura inducida por láser

Mosaico de cinco cuadros de ChemCam RMI (derecha) de la roca "Chantrey", coloreado con la imagen de MastCam (M-100) derecha (izquierda). Crédito de la imagen: NASA / JPL / LANL / MSSS / Justin Cowart

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

Micro-imagen remoto

El microimagen remoto se utiliza principalmente para capturar imágenes en blanco y negro de alta resolución de objetivos ChemCam para contexto y documentación. [14] Por lo general, se captura una imagen del objetivo de interés antes y después de disparar el láser. A menudo, el láser hace "huecos LIBS" que pueden verse en el RMI para mostrar dónde el láser tomó muestras 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 en color (mastcam).

Imágenes de larga distancia

El RMI se utiliza principalmente para obtener imágenes de cerca de objetivos muestreados por ChemCam, pero también se puede utilizar para recopilar imágenes de alta resolución de afloramientos y paisajes distantes. [7] El RMI tiene una resolución espacial más alta que la cámara mastcam M100, que es una cámara a color también capaz de obtener imágenes de objetos cercanos o características geológicas distantes. [7] La ​​misión ha utilizado el RMI para el reconocimiento del terreno próximo, así como para obtener 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 las rocas y los suelos de 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 los objetivos del lecho rocoso. [11] [12] [14] Hay unidades geológicas distinguibles determinadas a partir de análisis orbitales que han sido confirmadas por composiciones de lecho rocoso promedio determinadas a partir de ChemCam y otros instrumentos a bordo de Curiosity. [15] La identificación se basa en modelos PLS y PCA multivariados clasificados utilizando SIMCA con modelos de calibración realizados utilizando el software " The Unscramble r ". [16] ChemCam también ha cuantificado la química del suelo. ChemCam ha visto 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 alguna vez fue un entorno más oxigenado. [17]   

Imágenes

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd "MSL Science Corner: Chemistry & Camera (ChemCam)". NASA/JPL. Archivado desde el original el 20 de marzo de 2009. Consultado 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 (1 de septiembre de 2012). "El conjunto de instrumentos ChemCam en el rover Mars Science Laboratory (MSL): pruebas de la unidad corporal y del sistema combinado". 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 ataca la primera roca marciana". 2012 . Consultado el 17 de marzo de 2021 .
  4. ^ Webster, Guy; Agle, DC (19 de agosto de 2012). "Mars Science Laboratory/Curiosity Mission Status Report". NASA . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  5. ^ Staff. "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 atacar rocas marcianas». BBC News . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  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 (15 de marzo de 2015). "El microgenerador de imágenes 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 Part B: Atomic Spectroscopy . 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 de 2008 Archivado el 9 de noviembre de 2013 en Wayback Machine . Laboratorio Nacional de Los Álamos.
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  16. ^ Lanza, Nina L.; Wiens, Roger C.; Clegg, Samuel M.; Ollila, Ann M.; Humphries, Seth D.; Newsom, Horton E.; Barefield, James E. (1 de mayo de 2010). "Calibración del instrumento de espectroscopia de ruptura inducida por láser ChemCam para minerales de carbonato en Marte". Applied Optics . 49 (13): C211. Código Bibliográfico :2010ApOpt..49C.211L. doi :10.1364/AO.49.00C211. ISSN  0003-6935.
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Enlaces externos

Busque ChemCam en Wikcionario, el diccionario libre.