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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 cámaras ( ChemCam ) es un conjunto de instrumentos de detección remota en Marte para el rover Curiosity . Como su nombre lo indica, ChemCam son en realidad dos instrumentos diferentes combinados en uno: una espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) y un telescopio de microimagen remota (RMI). El propósito del instrumento LIBS es proporcionar composiciones elementales de rocas y suelos, mientras que el RMI brindará a los científicos de ChemCam imágenes de alta resolución de las áreas de muestreo de las rocas y el suelo a las que se dirige 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 desde un  láser infrarrojo de 1067 nm y luego observando el espectro de la muestra. 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 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 recopilación, el RMI proporciona imágenes de contexto de los puntos de análisis de LIBS. El RMI resuelve objetos de 1 mm (0,039 pulgadas) a 10 m (33 pies) de distancia 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 paisajes y características geológicas 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 descomposición inducida por láser

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

ChemCam marca el primer uso de espectroscopia de descomposición inducida por láser ( LIBS ) como parte de una misión científica planetaria. [11] [12] El láser se coloca en el mástil del rover Curiosity y se enfoca mediante el telescopio que también reside en el mástil, mientras que el espectrómetro está alojado en el cuerpo del rover. Normalmente, el láser dispara 30 disparos en un solo punto, recopila lecturas espectroscópicas de la roca vaporizada para cada disparo del láser y toma muestras de múltiples puntos en un objetivo elegido. Para observaciones de lechos de roca, los primeros 5 disparos de un punto se descartan porque se considera que están 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 un objetivo determinado, pero no siempre es así. Algunos objetivos tienen tan solo 4 puntos, mientras que otros tienen 20 puntos. 

Microcámara remota

El Micro-Imager 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 crea "hoyos LIBS" que pueden ser visibles 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 la de las cámaras de mástil en color (mastcam).

Imágenes de larga distancia

El RMI se utiliza principalmente para obtener imágenes en primer plano de objetivos muestreados por ChemCam, pero también se puede utilizar para recopilar imágenes de alta resolución de afloramientos y paisajes distantes. [7] La ​​RMI tiene una resolución espacial más alta que la cámara mastcam M100, que es una cámara a color que también es capaz de capturar 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 óxidos principales: SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO T , MgO, TiO 2 , CaO, Na 2 O y K 2 O de objetivos de lecho rocoso. [11] [12] [14] Hay unidades geológicas distinguibles determinadas a partir de análisis orbitales que han sido confirmados por composiciones promediadas del lecho rocoso determinadas por ChemCam y otros instrumentos a bordo del Curiosity. [15] La identificación se basa en modelos multivariados PLS y PCA clasificados mediante SIMCA con modelos de calibración realizados mediante 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 de roca 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 ambiente más oxigenante. [17]   

Imágenes

Ver también

Referencias

  1. ^ abcd "MSL Science Corner: Química y cámara (ChemCam)". NASA/JPL. Archivado desde el original el 20 de marzo de 2009 . Consultado el 9 de septiembre de 2009 .
  2. ^ Viena, Roger C.; Mauricio, Sylvestre; Barraclough, Bruce; Saccoccio, Muriel; Barkley, Walter C.; Bell, James F.; doblador, Steve; Bernardino, John; Blaney, Diana ; En blanco, Jennifer; Bouyé, Marc (1 de septiembre de 2012). "El conjunto de instrumentos ChemCam en el rover Mars Science Laboratory (MSL): pruebas de unidades corporales y sistemas combinados". Reseñas de ciencia espacial . 170 (1): 167–227. Código Bib : 2012SSRv..170..167W. doi : 10.1007/s11214-012-9902-4 . ISSN  1572-9672.
  3. ^ "El instrumento láser del Rover golpea la primera roca marciana". 2012 . Consultado el 17 de marzo de 2021 .
  4. ^ Webster, chico; Agle, DC (19 de agosto de 2012). "Informe sobre el estado de la misión Curiosity/Laboratorio científico de Marte". NASA . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  5. ^ Personal. "'Roca de la coronación en Marte ". NASA . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  6. ^ Amós, Jonathan (17 de agosto de 2012). "El rover Curiosity de la NASA se prepara para destruir rocas marcianas". Noticias de la BBC . Consultado el 3 de septiembre de 2012 .
  7. ^ abc Le Mouélic, S.; Gasnault, O.; Herkenhoff, KE; Puentes, Nuevo Testamento; Langevin, Y.; Mangold, N.; Mauricio, S.; Viena, RC; Pinet, P.; Newsom, ÉL; 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". Ícaro . Número especial: Primer año de MSL. 249 : 93-107. Código Bib : 2015Icar..249...93L. doi :10.1016/j.icarus.2014.05.030. ISSN  0019-1035.
  8. ^ Sala B.; Lacour JL; Mauchien P.; Fichet P.; Mauricio 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. Código Bib : 2006AcSpe..61..301S. doi :10.1016/j.sab.2006.02.003.
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  10. ↑ ChemCam Status abril de 2008 Archivado el 9 de noviembre de 2013 en Wayback Machine . Laboratorio Nacional de Los Álamos.
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enlaces externos

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