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Espectrómetro láser Raman

El espectrómetro láser Raman ( RLS ) es un espectrómetro Raman en miniatura que forma parte de la carga útil científica a bordo del explorador Rosalind Franklin de la Agencia Espacial Europea [2] , encargado de buscar biofirmas y biomarcadores en Marte. Está previsto que el explorador se lance no antes de 2028 y aterrice en Marte en 2029.

La espectroscopia Raman es una técnica que se emplea para identificar fases minerales producidas por procesos relacionados con el agua. [3] [4] [5] La espectroscopia Raman ayudará a identificar compuestos orgánicos y a buscar vida microbiana mediante la identificación de productos minerales e indicadores de actividades biológicas. La espectroscopia Raman proporcionará información de contexto geológico y mineralógico que se correlacionará científicamente con la obtenida por otros instrumentos. [6]

Descripción general

La espectroscopia Raman es sensible a la composición y estructura de cualquier compuesto orgánico , lo que la convierte en una poderosa herramienta para la identificación y caracterización definitiva de biomarcadores y proporciona información directa de posibles biofirmas de vida microbiana pasada en Marte . [3] Este instrumento también proporcionará información mineralógica general para procesos ígneos, metamorfoseos y sedimentarios. [3]

El RST también correlacionará su información espectral con otros instrumentos espectroscópicos y de imagen como el Espectrómetro Infrarrojo y MicrOmega-IR . [3] Este será el primer analizador Raman que se desplegará para una exploración planetaria. [6] La primera versión del rover fue presentada por Fernando Rull-Pérez y Sylvestre Maurice en 2003. [6] El RLS está siendo desarrollado por un consorcio europeo integrado por socios españoles, franceses, alemanes y del Reino Unido. [6] El investigador principal es Fernando Rull-Pérez, del Centro Español de Astrobiología . [3] El co-investigador es del Observatoire Midi-Pyrénées (LAOMP), Francia. [8]

Los tres componentes principales son la unidad del espectrómetro , la unidad de control y excitación (incluye los convertidores de potencia) y el cabezal óptico . [9]

Principio y funcionamiento

El instrumento RLS proporciona una huella estructural mediante la cual se pueden identificar las moléculas. Se utiliza para analizar los modos vibracionales de una sustancia, ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso. [6] La técnica se basa en la dispersión Raman de un fotón por moléculas que se excitan a niveles de energía vibracional o rotacional más altos. En más detalle, recogerá y analizará la luz dispersada emitida por un láser en una muestra de roca triturada de Marte; el espectro observado (número de picos, posición e intensidades relativas) está determinado por la estructura molecular y la composición de un compuesto, lo que permite la identificación y caracterización de los compuestos en la muestra. [3]

Algunas ventajas del RLS sobre otros analizadores son que no es destructivo, el análisis se completa en una fracción de segundo y las bandas espectrales proporcionan la composición definitiva del material. [6] Las mediciones del RLS se realizarán en el polvo de muestra triturado resultante y será una herramienta útil para señalar la presencia de moléculas orgánicas para una mayor búsqueda de biomarcadores por parte del analizador MOMA . [ cita requerida ]

La placa del procesador lleva a cabo varias funciones clave para el control del espectrómetro Raman, la operación espectral, el almacenamiento de datos y las comunicaciones con el explorador. El instrumento completo tiene una masa de 2,4 kg (5,29 lb) y consume unos 30 W durante su funcionamiento. [3] [6] [7]

Objetivos

El objetivo de RLS es buscar señales de vida pasada en Marte ( biofirmas y biomarcadores ) mediante el análisis de muestras obtenidas a 2 metros por debajo de la superficie marciana por el taladro de núcleo del rover Rosalind Franklin . Los objetivos científicos de RLS son: [6]

  1. Identificar compuestos orgánicos y buscar vida . [10]
  2. Identificar productos minerales e indicadores de actividad biológica. [10]
  3. Caracterizar las fases minerales producidas por procesos relacionados con el agua.
  4. Caracterizar los minerales ígneos y sus productos de alteración.
  5. Caracterizar el ambiente hídrico/geoquímico en función de la profundidad en el subsuelo poco profundo.

Véase también

Referencias

  1. ^ Vago, Jorge L.; et al. (julio de 2017). "Habitabilidad en el Marte primitivo y la búsqueda de biofirmas con el rover ExoMars". Astrobiología . 17 (6–7): 471–510. Bibcode :2017AsBio..17..471V. doi :10.1089/ast.2016.1533. PMC  5685153 . PMID  31067287.
  2. ^ Howell, Elizabeth (24 de julio de 2018). «ExoMars: en busca de vida en Marte». Space.com . Consultado el 13 de marzo de 2020 .
  3. ^ abcdefg «El conjunto de instrumentos del rover ExoMars: RLS (espectrómetro Raman)». Agencia Espacial Europea. 3 de abril de 2013.
  4. ^ Popp, J.; Schmitt, M. (2006). "¡La espectroscopia Raman rompe las barreras terrestres!". Journal of Raman Spectroscopy . 35 (6): 18–21. Bibcode :2004JRSp...35..429P. doi :10.1002/jrs.1198.
  5. ^ Rull Pérez, Fernando; Martínez-Frías, Jesús (2006). "La espectroscopia Raman llega a Marte" (PDF) . Espectroscopia Europa . 18 (1): 18–21.
  6. ^ abcdefgh El espectrómetro láser Raman para la misión ExoMars Rover a Marte. Fernando Rull, Sylvestre Maurice, Ian Hutchinson, Andoni Moral, Carlos Pérez, Carlos Díaz, María Colombo, Tomás Belenguer, Guillermo López-Reyes, Antonio Sansano, Olivier Forni, Yann Parot, Nicolas Striebig, Simon Woodward, Chris Howe, Nicolau Tarcea, Pablo Rodríguez, Laura Seoane, Amaia Santiago, José A. Rodríguez-Prieto, Jesús Medina, Paloma Gallego, Rosario Canchal, Pilar Santamaría, Gonzalo Ramos, Jorge L. Vago, y en nombre del Equipo RLS. Astrobiología , 1 de julio de 2017, 17(6-7), páginas 627-654. doi :10.1089/ast.2016.1567
  7. ^ ab pectrómetro láser Raman para la misión ExoMars 2020. Capacidades del modelo de ingeniería y cualificación y actividades futuras. (PDF). AG Morala, F. Rull, S. Maurice, I. Hutchinson, CP Canora, L. Seoane, R. Canchal, P. Gallego, G. Ramos, JAR Prieto, A. Santiago, P. Santamaría, M. Colombo, T Belenguer, G. López, C. Quintana, J. Zafra, A. Berrocal, C. Pintor, J. Cabrero, J. Saiz. 49.a Conferencia sobre ciencia lunar y planetaria 2018. LPI Contrib. N° 2083.
  8. ^ "El conjunto de instrumentos del rover ExoMars". explorer.esa.int . Consultado el 22 de julio de 2018 .
  9. ^ EL ESPECTRÓMETRO LÁSER RAMAN (RLS) EN LA MISIÓN ROVER EXOMARS 2018 (PDF) . 42.ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria (2011) . Consultado el 14 de julio de 2024 .
  10. ^ ab La búsqueda de señales de vida temprana en Marte: espectroscopia Raman y la misión Exomars. Howell GM Edwards, Ian B. Hutchinson, Richard Ingley, Nick R. Waltham, Sarah Beardsley, Shaun Dowson y Simon Woodward. Spectroscopy Europe .