SuperCam es un conjunto de instrumentos de detección remota para la misión del rover Perseverance Mars 2020 que realiza análisis remotos de rocas y suelos con una cámara, dos láseres y cuatro espectrómetros para buscar compuestos orgánicos que podrían contener biofirmas de vida microbiana pasada en Marte , si alguna vez existió allí.
SuperCam fue desarrollado en colaboración entre el Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología ( IRAP ) de la Universidad de Toulouse en Francia, la Agencia Espacial Francesa ( CNES ), el Laboratorio Nacional de Los Alamos , la Universidad de Hawai y la Universidad de Málaga en España. El investigador principal es Roger Wiens del Laboratorio Nacional de Los Alamos . SuperCam es una versión mejorada de los exitosos instrumentos ChemCam del rover Curiosity que se han actualizado con dos láseres y detectores diferentes. [1] [2] [3]
En abril de 2018, SuperCam entró en las etapas finales de ensamblaje y prueba. El modelo de vuelo se instaló en el rover en junio de 2019. La misión del rover se lanzó el 30 de julio de 2020. [4]
Instrumentos
SuperCam | Unidades / rendimiento [5] |
---|---|
Localización | Mástil (la electrónica y los espectrómetros están dentro de la cubierta) |
Masa | 10,4 kg (23 libras) |
Energía | 17,9 vatios |
Dimensiones | Aprox. 38 cm × 24 cm × 19 cm |
Devolución de datos | 15,5 megabits por experimento |
Distancia máxima de trabajo | Láser rojo (LIBS): 7 m Láser verde (Raman): 12 m |
Para las mediciones de la composición química, el conjunto de instrumentos utiliza una versión de los exitosos instrumentos ChemCam del rover Curiosity que se han actualizado con dos láseres y detectores diferentes. [1] [2] [3] Los instrumentos de SuperCam pueden identificar los tipos de sustancias químicas que podrían ser evidencia de vida pasada en Marte . SuperCam es un conjunto de varios instrumentos, y la colección de mediciones correlacionadas en un objetivo se puede utilizar para determinar directamente la geoquímica y mineralogía de las muestras. [1] [6] [7]
La suite tiene varios instrumentos integrados: espectroscopia Raman , espectroscopia de fluorescencia resuelta en el tiempo (TRF) y espectroscopia de reflectancia visible e infrarroja (VISIR) para proporcionar información preliminar sobre la mineralogía y la estructura molecular de las muestras en consideración, además de poder realizar directamente medir compuestos orgánicos . [3] [2] El total son cuatro espectrómetros complementarios, lo que hace que el conjunto sea lo suficientemente sensible como para medir trazas de sustancias químicas. [1] [6]
LIBS
El sistema de espectroscopia de ruptura inducida por láser remota (LIBS) emite un rayo láser de 1064 nm para investigar objetivos tan pequeños como un grano de arroz desde una distancia de más de 7 metros, lo que permite al rover estudiar objetivos más allá del alcance de su brazo. [5] [6] [7] El rayo vaporiza una pequeña cantidad de roca, creando un plasma caliente . SuperCam luego mide los colores de la luz en el plasma, lo que proporciona pistas sobre la composición elemental del objetivo. [2] [6] Su láser también es capaz de limpiar de forma remota el polvo de la superficie, dando a todos sus instrumentos una visión clara de los objetivos. [5] [6] La unidad LIBS contiene tres espectrómetros. Dos de ellos manejan la parte visible y violeta de los espectros VISIR, mientras que la parte IR se registra en el mástil. [8]
Espectroscopía Raman
El espectrómetro Raman de SuperCam (a 532 nm) investiga objetivos a una distancia de hasta 12 m del rover. En la técnica de espectroscopia Raman, la mayor parte de la luz láser verde se refleja en la misma longitud de onda que se envió, pero una pequeña fracción de la luz interactúa con las moléculas objetivo, cambiando la longitud de onda en proporción a la energía vibratoria de los enlaces moleculares. Al observar espectralmente la luz Raman devuelta, se puede determinar la identidad de los minerales. [9] [10]
Espectrómetro de infrarrojos
El espectrómetro infrarrojo , proporcionado por Francia, opera en longitudes de onda del infrarrojo cercano (1.3 a 2.6 micrómetros) y sus fotodiodos , o detectores, son enfriados por pequeños refrigeradores termoeléctricos para asegurar que operen entre -100 ° C y -50 ° C a todo el tiempo. [8] Este instrumento analizará muchos de los minerales arcillosos y ayudará a desentrañar la historia del agua líquida en Marte . [1] Los tipos de minerales arcillosos y su abundancia dan pistas sobre la naturaleza del agua que estaba presente, ya sea dulce o salada, pH ácido o neutro , si podría haber estado helada o tibia, y si el agua estuvo presente durante un tiempo. largo periodo de tiempo. [1] Estas son preguntas clave para comprender cuán habitable era el entorno de la superficie en el pasado distante.
Cámara / telescopio
La cámara óptica de SuperCam adquiere imágenes en color de alta resolución de las muestras en estudio, que también ayudan a determinar la geología de la superficie. Esta cámara también puede estudiar cómo el agua y el polvo atmosféricos absorben o reflejan la radiación solar, lo que puede ayudar a desarrollar pronósticos meteorológicos . [5] La SuperCam también está equipada con un micrófono para capturar las primeras grabaciones de audio de la superficie de Marte. [1] El micrófono es el mismo modelo (Knowles Corp EK) que los que volaron a Marte en el Mars Polar Lander 1998 y el 2007 Phoenix Lander . [6] Sin embargo, ninguna misión pudo grabar sonidos. [6]
Espectrómetros - Mesa
Los detectores de los cuatro espectrómetros se enfrían a menos de 0 ° C mediante enfriadores termoeléctricos. Los fotodiodos del espectrómetro de infrarrojos (IR) se enfrían aún más a entre -100 ° C y -50 ° C en todo momento. [8]
Espectrómetro [8] | Región ultravioleta | Región violeta | Región visible | Región de infrarrojos (IR) |
---|---|---|---|---|
Tipo | Czerny-Turner | Czerny-Turner | Transmisión | Filtros sintonizables acústico-ópticos (AOTF) |
Localización | Cuerpo | Cuerpo | Cuerpo | Mástil |
Función | LIBS | LIBS y VISIR (visible e IR) | Raman, LIBS, VISIR | VISIR |
Detector | CCD | CCD | ICCD | Fotodiodo |
Rango (nm) | 240–340 | 385–475 | 535–855 | 1300-2600 |
Nbr. canales | 2048 | 2048 | 6000 | 256 |
Resolución | 0,20 nm | 0,20 nm | 0,3–0,4 nm | 30 centimetros |
Campo de visión | 0,7 mrad | 0,7 mrad | 0,7 mrad | 1,15 mrad |
Referencias
- ^ a b c d e f g Actualización de 'SuperCam': Instrumento multipropósito que se unirá para el lanzamiento de 2020 a Marte . Roger Wiens, La sociedad planetaria . 27 de abril de 2018.
- ^ a b c d Actualización del rover Mars 2020 de la NASA: SuperCam detectará materiales orgánicos . Himanshu Goenka, International Business Times . 26 de septiembre de 2017.
- ^ a b c SuperCam: para científicos . NASA, Mars 2020 Rover. Consultado el 7 de julio de 2018.
- ^ "Mars 2020 Rover obtiene un súper instrumento" . jpl.nasa.gov . Laboratorio de propulsión a chorro. 2 de julio de 2019 . Consultado el 2 de julio de 2019 .
En esta imagen tomada el 25 de junio de 2019, los ingenieros instalan el instrumento SuperCam en el rover Mars 2020.
- ^ a b c d SuperCam . NASA, Mars 2020 Rover. Consultado el 7 de julio de 2018.
- ^ a b c d e f g El conjunto de instrumentos de detección remota SuperCam para el Mars 2020 Rover: una vista previa . Roger C. Wiens, Sylvestre Maurice, Fernando Rull Perez. Espectroscopía . Volumen 32, Número 5, pág. 50–55. El 1 de mayo de 2017.
- ^ a b El Mars 2020 Rover presenta nuevas habilidades espectrales con su nueva SuperCam. Sociedad Óptica de América. Publicado por PhysOrg . 25 de septiembre de 2017.
- ^ a b c d El conjunto de instrumentos de detección remota SuperCam para el Mars 2020 Rover: una vista previa . Roger C. Wiens, Sylvestre Maurice, Fernando Rull Perez. Espectroscopía . Volumen 32, Número 5, pág. 54.1 de mayo de 2017.
- ^ Gardiner, DJ (1989). Espectroscopia Raman práctica . Springer-Verlag . ISBN 978-0-387-50254-0.
- ^ Martin, Francis L .; Stone, Nicholas; McAinsh, Martin R .; Walsh, Michael J .; Martin-Hirsch, Pierre L .; Gardner, Benjamin; Fullwood, Nigel J .; Esmonde-White, Karen; Dorney, Jennifer; Curtis, Kelly; Cinque, Gianfelice; Bird, Benjamín; Ashton, Lorna; Butler, Holly J. (abril de 2016). "Utilización de la espectroscopia Raman para caracterizar materiales biológicos" . Protocolos de la naturaleza . 11 (4): 664–87. doi : 10.1038 / nprot.2016.036 . PMID 26963630 . S2CID 12315122 . Consultado el 22 de mayo de 2017 .
enlaces externos
- Sitio de inicio de Mars 2020