Análisis de muestras en Marte

Sample Analysis at Mars ( SAM ) es un conjunto de instrumentos del vehículo explorador Mars Science Laboratory Curiosity . El conjunto de instrumentos SAM analizará compuestos orgánicos y gases de muestras atmosféricas y sólidas. [1] [2] Fue desarrollado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA , el Laboratoire des Atmosphères Milieux Observations Spatiales (LATMOS) asociado al Laboratoire Inter-Universitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA) (operado conjuntamente por el Centre national de la recherche de Francia científicas y universidades parisinas ) y Honeybee Robotics, junto con muchos socios externos adicionales. [1] [3] [4]

Análisis de muestras en Mars para MSL.

La suite SAM

La suite SAM consta de tres instrumentos:

  1. El espectrómetro de masas cuadrupolo (QMS) detecta los gases muestreados de la atmósfera o los liberados de muestras sólidas por calentamiento. [1] [5]
  2. El cromatógrafo de gases (GC) se utiliza para separar gases individuales de una mezcla compleja en componentes moleculares. El flujo de gas resultante se analiza en el espectrómetro de masas con un rango de masas de 2 a 535 Dalton . [1] [5]
  3. El espectrómetro láser sintonizable (TLS) realiza mediciones de precisión de las proporciones de isótopos de oxígeno y carbono en dióxido de carbono (CO 2 ) y metano (CH 4 ) en la atmósfera de Marte para distinguir entre su origen geoquímico o biológico . [1] [4] [5] [6] [7]

El SAM también cuenta con tres subsistemas: el 'laboratorio de separación y procesamiento químico', para el enriquecimiento y derivatización de las moléculas orgánicas de la muestra; el sistema de manipulación de muestras (SMS) para transportar el polvo entregado desde el taladro MSL a una entrada SAM y en uno de los 74 vasos de muestra. [1] El SMS luego mueve la muestra al horno SAM para liberar los gases calentando hasta 1000 ° C; [1] [8] y el subsistema de bombas para purgar los separadores y analizadores.

El Laboratorio de Investigación de Física Espacial de la Universidad de Michigan construyó la fuente de alimentación principal, la unidad de comando y manejo de datos, el controlador de válvula y calentador, el controlador de filamento / polarización y el módulo de alto voltaje. Los detectores de infrarrojos no refrigerados fueron desarrollados y proporcionados por la empresa polaca VIGO System. [9]

  • 9 de noviembre de 2012: Una pizca de arena fina y polvo se convirtió en la primera muestra marciana sólida depositada en el SAM. La muestra provino del parche de material arrastrado por el viento llamado Rocknest , que había proporcionado una muestra previamente para el análisis mineralógico por el instrumento CheMin . [10]
  • 3 de diciembre de 2012: la NASA informó que SAM había detectado moléculas de agua , cloro y azufre . Sin embargo, no se pueden descartar indicios de compuestos orgánicos como contaminación del propio Curiosity . [11] [12]
  • 16 de diciembre de 2014: la NASA informó que el rover Curiosity detectó un "pico diez veces mayor", probablemente localizado, en la cantidad de metano en la atmósfera marciana . Las mediciones de muestra tomadas "una docena de veces durante 20 meses" mostraron aumentos a fines de 2013 y principios de 2014, con un promedio de "7 partes de metano por mil millones en la atmósfera". Antes y después de eso, las lecturas promediaron alrededor de una décima parte de ese nivel. [13] [14] Además, se detectaron altos niveles de sustancias químicas orgánicas , en particular clorobenceno , en el polvo extraído de una de las rocas, llamada " Cumberland ", analizada por el rover Curiosity. [13] [14]
  • 24 de marzo de 2015: la NASA informó de la primera detección de nitrógeno liberado después de calentar sedimentos superficiales en el planeta Marte. El nitrógeno en el nitrato está en un estado "fijo", lo que significa que está en una forma oxidada que puede ser utilizada por organismos vivos . El descubrimiento apoya la idea de que el antiguo Marte pudo haber sido habitable de por vida . [15] [16] [17]
  • 4 de abril de 2015: la NASA informó de estudios, basados ​​en mediciones del instrumento Sample Analysis at Mars (SAM) en el rover Curiosity , de la atmósfera marciana utilizando isótopos de xenón y argón . Los resultados respaldaron una pérdida "vigorosa" de atmósfera al principio de la historia de Marte y fueron consistentes con una firma atmosférica encontrada en fragmentos de atmósfera capturados en algunos meteoritos marcianos encontrados en la Tierra. [18]
Metano (CH 4 ) en Marte: posibles fuentes y sumideros.
Comparación de compuestos orgánicos en rocas marcianas : los niveles de clorobenceno fueron mucho más altos en la muestra de roca " Cumberland ".
Detección de orgánicos en la muestra de roca " Cumberland ".
Análisis espectral (SAM) de la roca "Cumberland" .

Videos

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Entrevista con Paul Mahaffy, investigador principal de Sample Analysis at Mars (SAM).
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Los científicos e ingenieros utilizan la cámara de Marte para probar muestras en el instrumento SAM.

  • Analizador térmico y de gas evolucionado (módulo de aterrizaje Phoenix)
  • Instrumento Urey

  1. ^ a b c d e f g "Rincón de ciencia de MSL: análisis de muestra en Marte (SAM)" . NASA / JPL . Consultado el 9 de septiembre de 2009 .
  2. ^ Descripción general del conjunto de instrumentos SAM
  3. ^ Cabane, M .; et al. (2004). "¿Existió vida en Marte? Buscar firmas orgánicas e inorgánicas, uno de los objetivos de" SAM "(análisis de muestras en Marte)" (PDF) . Avances en la investigación espacial . 33 (12): 2240–2245. Código bibliográfico : 2004AdSpR..33.2240C . doi : 10.1016 / S0273-1177 (03) 00523-4 .
  4. ^ a b "Sample Analysis at Mars (SAM) Instrument Suite" . NASA . Octubre de 2008 . Consultado el 9 de octubre de 2009 .
  5. ^ a b c Mahaffy, Paul R .; et al. (2012). "El análisis de la muestra en la investigación de Marte y la suite de instrumentos" . Reseñas de ciencia espacial . 170 (1–4): 401–478. Código bibliográfico : 2012SSRv..170..401M . doi : 10.1007 / s11214-012-9879-z .
  6. ^ Tenenbaum, D. (9 de junio de 2008). "Dar sentido al metano de Marte" . Revista de Astrobiología . Consultado el 8 de octubre de 2008 .
  7. ^ Tarsitano, CG; Webster, CR (2007). "Célula de Herriott multiláser para espectrómetros láser sintonizables planetarios". Óptica aplicada . 46 (28): 6923–6935. Código Bibliográfico : 2007ApOpt..46.6923T . doi : 10.1364 / AO.46.006923 . PMID  17906720 .
  8. ^ Kennedy, T .; Mumm, E .; Myrick, T .; Frader-Thompson, S. (2006). "Optimización de un sistema de manipulación de muestras de Marte mediante funcionalidad concentrada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 27 de marzo de 2009 . Consultado el 3 de agosto de 2012 .
  9. ^ "Sistema Vigo / Detectores IR Vigo en Marte" . Vigo.com.pl. 13 de diciembre de 2011. Archivado desde el original el 8 de octubre de 2012 . Consultado el 17 de agosto de 2012 .
  10. ^ "Suite de instrumentos de laboratorio 'SAM' de Rover prueba el suelo" . JPL - NASA . 13 de noviembre de 2012.
  11. ^ Brown, Dwayne; Webster, Guy; Neal-Jones, Nancy (3 de diciembre de 2012). "NASA Mars Rover analiza completamente las primeras muestras de suelo marciano" . NASA . Consultado el 3 de diciembre de 2012 .
  12. ^ " ' Química compleja' encontrada en Marte" . 3 Noticias NZ . 4 de diciembre de 2012.
  13. ^ a b Webster, Guy; Neal-Jones, Nancy; Brown, Dwayne (16 de diciembre de 2014). "NASA Rover encuentra química orgánica activa y antigua en Marte" . NASA . Consultado el 16 de diciembre de 2014 .
  14. ^ a b Chang, Kenneth (16 de diciembre de 2014). " ' Un gran momento': Rover encuentra pistas de que Marte puede albergar vida" . New York Times . Consultado el 16 de diciembre de 2014 .
  15. ^ Neal-Jones, Nancy; Steigerwald, William; Webster, Guy; Brown, Dwayne (24 de marzo de 2015). "Curiosity Rover encuentra nitrógeno biológicamente útil en Marte" . NASA . Consultado el 25 de marzo de 2015 .
  16. ^ "Curiosity Mars rover detecta 'nitrógeno útil ' " . NASA . Noticias de la BBC. 25 de marzo de 2015 . Consultado el 25 de marzo de 2015 .
  17. ^ Stern, Jennifer C. (24 de marzo de 2015). "Evidencia de nitrógeno indígena en depósitos sedimentarios y eólicos de las investigaciones del rover Curiosity en el cráter Gale, Marte" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (14): 4245–50. Código bibliográfico : 2015PNAS..112.4245S . doi : 10.1073 / pnas.1420932112 . PMC  4394254 . PMID  25831544 . Consultado el 25 de marzo de 2015 .
  18. ^ Brown, Dwayne; Neal-Jones, Nancy (31 de marzo de 2015). "RELEASE 15-055 La curiosidad olfatea la historia de la atmósfera marciana" . NASA . Consultado el 4 de abril de 2015 .

  • Análisis de muestras en Marte - NASA
  • SAM se carga en el Rover - NASA
  • El conjunto de instrumentos SAM, sin paneles laterales