El complejo de química y cámara ( ChemCam ) es un conjunto de instrumentos de detección remota en Marte para el rover Curiosity . Como su nombre lo indica, ChemCam es en realidad dos instrumentos diferentes combinados en uno: una espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) y un telescopio Remote Micro Imager (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 a los 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 1067 nm láser infrarrojo y luego observar 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 luminoso se realiza en los rangos visible, UV cercano e infrarrojo cercano, entre 240 nm y 800 nm. [1] La primera prueba láser inicial de la ChemCam por Curiosity on Mars se realizó en una roca, N165 (roca "Coronation") , cerca de Bradbury Landing el 19 de agosto de 2012. [4] [5] [6]
Utilizando la misma óptica de colección, el RMI proporciona imágenes de contexto de los puntos de análisis 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 Alamos 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 Alamos . [10]
Instrumentación
Espectroscopia de avería inducida por láser
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 se coloca en el mástil del rover Curiosity y se enfoca mediante el telescopio que también se encuentra en el mástil, mientras que el espectrómetro está alojado en el cuerpo del rover. Por lo general, el láser dispara 30 disparos en un solo punto, recolectando lecturas espectroscópicas de la roca vaporizada para cada disparo de láser y muestrea múltiples puntos en un objetivo elegido. Para las observaciones del lecho rocoso, las primeras 5 tomas de un punto se descartan, ya que se considera que están contaminadas por polvo marciano. [13] Las tomas restantes de un punto se promedian juntas 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 algunos objetivos tienen 20 puntos.
Micro-Imager remoto
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 que se dispare el láser. A menudo, el láser crea "hoyos LIBS" que pueden ser visibles en el RMI para mostrar dónde tomó muestras el láser específicamente en un objetivo en particular. La resolución del RMI es más alta que la cámara de navegación en blanco y negro (navcam) y las cámaras de mástil de color (mastcam).
Imágenes de larga distancia
El RMI se utiliza principalmente para obtener imágenes de primeros planos 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 que también puede tomar imágenes de objetos cercanos o características geológicas distantes. [7] El RMI ha sido utilizado por la misión para el reconocimiento de terrenos próximos, 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 realizar avances 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 los objetivos del lecho rocoso. [11] [12] [14] Hay unidades geológicas distinguibles determinadas a partir de análisis orbitales que han sido confirmadas por las composiciones promediadas del lecho rocoso determinadas a partir de ChemCam y otros instrumentos a bordo del Curiosity. [15] 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. [16] [17] ChemCam ha medido MnO hasta un 25% en peso en rellenos de fracturas, lo que sugiere que Marte fue una vez un ambiente más oxigenante. [dieciséis]
Imagenes
Primer objetivo en Marte del analizador láser ChemCam en el rover Curiosity ( roca "Coronation" , 19 de agosto de 2012).
Primer espectro láser de elementos químicos de ChemCam en Curiosity ( roca "Coronation" , 19 de agosto de 2012).
Objetivo en Marte del analizador láser ChemCam en Curiosity ( primer plano ) ( roca "Ithaca" , 30 de octubre de 2013).
Espectro láser de elementos químicos de ChemCam en Curiosity ( roca "Ithaca" , 30 de octubre de 2013).
Objetivo en Marte del analizador láser ChemCam en Curiosity ( roca "Winnipesaukee" , 8 de junio de 2014).
Primera chispa láser captada en Marte por Curiosity ( roca "Nova" ; 12 de julio de 2014; video (01:07) ).
Espectro láser de elementos químicos de ChemCam por Curiosity ( roca "Nova" ; 12 de julio de 2014).
Ver también
- SuperCam
- Composición de Marte
- Rover Curiosity ( ChemCam )
- Exploración de Marte
- Geología de Marte
- Lista de rocas en Marte
- Laboratorio de Ciencias de Marte
- Información científica de la misión Mars Exploration Rover
- Cronología del Laboratorio de Ciencias de Marte
Referencias
- ^ a b c d "Esquina de ciencia de MSL: química y cámara (ChemCam)" . NASA / JPL . Consultado el 9 de septiembre de 2009 .
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enlaces externos
- Medios relacionados con la química y el complejo de cámaras (ChemCam) en Wikimedia Commons
- Página de inicio de Curiosity en NASA.gov
- ¿Cómo funciona ChemCam? en MSL-ChemCam.com