Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Анимация SuperCAM на марсоходе Mars Perseverance (16 февраля 2021 г.)

SuperCam - это набор инструментов дистанционного зондирования для миссии марсохода Mars 2020 Perseverance, который выполняет удаленный анализ горных пород и почв с помощью камеры, двух лазеров и четырех спектрометров для поиска органических соединений, которые могут содержать биосигнатуры прошлой микробной жизни на Марсе , если это возможно. когда-либо существовали там.

SuperCam была разработана в сотрудничестве между Исследовательским институтом астрофизики и планетологии ( IRAP ) Тулузского университета во Франции, Французским космическим агентством ( CNES ), Национальной лабораторией Лос-Аламоса , Гавайским университетом и Университетом Малаги в Испании. Главный исследователь - Роджер Винс из Национальной лаборатории Лос-Аламоса . SuperCam - это улучшенная версия успешных инструментов ChemCam марсохода Curiosity, которые были модернизированы двумя различными лазерами и детекторами. [1] [2] [3]

В апреле 2018 года SuperCam вышла на финальную стадию сборки и тестирования. Летная модель была установлена ​​на марсоход в июне 2019 года. Миссия марсохода была начата 30 июля 2020 года. [4]

Инструменты [ править ]

SuperCAM находится на конце мачты марсохода Perseverance
SuperCamЕдиницы / производительность [5]
Место расположенияМачта (
внутри палубы электроника и спектрометры)
Масса10,4 кг (23 фунта)
Мощность17,9 Вт
РазмерыПрибл. 38 см × 24 см × 19 см
Возврат данных15,5 мегабит на эксперимент
Максимальное
рабочее расстояние		Красный лазер (LIBS): 7 м
Зеленый лазер (Раман): 12 м

Для измерения химического состава в наборе инструментов используется версия успешных инструментов ChemCam марсохода Curiosity, которые были модернизированы двумя различными лазерами и детекторами. [1] [2] [3] Инструменты SuperCam способны идентифицировать виды химических веществ, которые могут свидетельствовать о прошлой жизни на Марсе . SuperCam - это набор различных инструментов, и набор коррелированных измерений на цели может использоваться для непосредственного определения геохимии и минералогии образцов. [1] [6] [7]

В комплект входит несколько интегрированных инструментов: спектроскопия комбинационного рассеяния света , флуоресцентная спектроскопия с временным разрешением (TRF) и спектроскопия отражения в видимой и инфракрасной области спектра (VISIR), чтобы предоставить предварительную информацию о минералогии и молекулярной структуре исследуемых образцов, а также возможность напрямую измерять органические соединения . [3] [2] Всего четыре дополнительных спектрометра, что делает комплект достаточно чувствительным, чтобы измерять следовые количества химикатов. [1] [6]

LIBS [ править ]

Система дистанционной лазерно-индуцированной спектроскопии пробоя (LIBS) излучает лазерный луч с длиной волны 1064 нм для исследования целей размером с рисовое зерно с расстояния более 7 метров, что позволяет марсоходу изучать цели, находящиеся вне досягаемости его руки. [5] [6] [7] Луч испаряет небольшое количество камня, создавая горячую плазму . Затем SuperCam измеряет цвета света в плазме, что дает подсказки об элементном составе цели. [2] [6] Его лазер также способен удаленно очищать поверхность от пыли, давая всем его приборам четкую видимость целей. [5] [6]Блок LIBS содержит три спектрометра. Два из них обрабатывают видимую и фиолетовую части спектра VISIR, в то время как ИК-часть регистрируется на мачте. [8]

Рамановская спектроскопия [ править ]

Рамановский спектрометр SuperCam (на длине волны 532 нм) исследует цели на расстоянии до 12 м от марсохода. В методе рамановской спектроскопии большая часть зеленого лазерного света отражается на той же длине волны, которая была отправлена, но небольшая часть света взаимодействует с целевыми молекулами, изменяя длину волны пропорционально колебательной энергии молекулярных связей. Спектрально наблюдая отраженный рамановский свет, можно определить идентичность минералов. [9] [10]

ИК-спектрометр [ править ]

Инфракрасный спектрометр , при условии , Франции, работает в ближней инфракрасной области (1,3 до 2,6 мкм) длин волн и его фотодиоды , или датчики, охлаждаются небольшими термоэлектрических охладителей , чтобы гарантировать , что они работают от -100 ° С до -50 ° С при все время. [8] Этот инструмент проанализирует многие глинистые минералы и поможет разгадать историю жидкой воды на Марсе . [1] Типы глинистых минералов и их изобилие дают подсказки о природе присутствующей воды, будь то пресная или соленая, кислая или нейтральная pH , могла ли она быть ледяной или теплой, и присутствовала ли вода в течение некоторого времени. длительный период времени.[1] Это ключевые вопросы, позволяющие понять, насколько обитаемой в далеком прошлом была наземная среда.

Камера / телескоп [ править ]

Оптическая камера SuperCam получает цветные изображения с высоким разрешением исследуемых образцов, которые также помогают определить геологию поверхности. Эта камера также может изучать, как атмосферная вода и пыль поглощают или отражают солнечное излучение, что может помочь в разработке прогнозов погоды . [5] SuperCam также оснащена микрофоном для записи первых аудиозаписей с поверхности Марса. [1] Микрофон и та же модель (Knowles Corp Е.К.) , как те , которые летали на Марс в 1998 году Mars Polar Lander и 2007 Phoenix спускаемый аппарат . [6] Однако ни одна миссия не смогла записать звуки. [6]

Спектрометры - таблица [ править ]

Детекторы всех четырех спектрометров охлаждаются до температуры чуть ниже 0 ° C с помощью термоэлектрических охладителей. В фотодиодов для инфракрасной (ИК) спектрометр дополнительно охлаждают до температуры между -100 ° C и -50 ° С в любое время. [8]

SuperCam
Мачта
Спектрометр [8]Ультрафиолетовая областьФиолетовый регионВидимая областьИнфракрасная (ИК) область
ТипЧерни-ТернерЧерни-ТернерПередача инфекцииАкустооптические перестраиваемые фильтры
(AOTF)
Место расположенияТелоТелоТелоМачта
ФункцияLIBSLIBS и
VISIR (видимый и инфракрасный)		Раман, LIBS, VISIRВИЗИР
ДетекторПЗС-матрицаПЗС-матрицаICCDФотодиод
Диапазон (нм)240–340385–475535–8551300–2600
Nbr. каналы204820486000256
Разрешение0,20 нм0,20 нм0,3–0,4 нм30 / см
Поле зрения0,7 мрад0,7 мрад0,7 мрад1,15 мрад

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g Обновление «SuperCam»: многоцелевой прибор готовится к запуску на Марс в 2020 году . Роджер Винс, Планетарное общество . 27 апреля 2018.
  2. ^ a b c d Обновление марсохода NASA Mars 2020: SuperCam обнаружит органические материалы . Химаншу Гоенка, International Business Times . 26 сентября 2017.
  3. ^ a b c SuperCam - для ученых . НАСА, марсоход Mars 2020. Проверено 7 июля 2018.
  4. ^ «Марсоход Марс 2020 получает супер-инструмент» . jpl.nasa.gov . Лаборатория реактивного движения. 2 июля 2019 . Дата обращения 2 июля 2019 . На этом снимке, сделанном 25 июня 2019 года, инженеры устанавливают прибор SuperCam на марсоход Mars 2020.
  5. ^ а б в г SuperCam . НАСА, марсоход Mars 2020. Проверено 7 июля 2018.
  6. ^ a b c d e f g Набор инструментов дистанционного зондирования SuperCam для марсохода Mars 2020: предварительный просмотр . Роджер Винс, Сильвестр Морис, Фернандо Рулль Перес. Спектроскопия . Том 32, Выпуск 5, стр. 50–55. 1 мая 2017.
  7. ^ a b Марсоход Mars 2020 обладает новыми спектральными возможностями благодаря новой SuperCam. Оптическое общество Америки. Опубликовано PhysOrg . 25 сентября 2017.
  8. ^ a b c d Набор инструментов дистанционного зондирования SuperCam для марсохода Mars 2020: предварительный просмотр . Роджер Винс, Сильвестр Морис, Фернандо Рулль Перес. Спектроскопия . Volume 32, Issue 5, pg 54. 1 мая 2017 г.
  9. Перейти ↑ Gardiner, DJ (1989). Практическая рамановская спектроскопия . Springer-Verlag . ISBN 978-0-387-50254-0.
  10. ^ Мартин, Фрэнсис L .; Камень, Николай; McAinsh, Martin R .; Уолш, Майкл Дж .; Martin-Hirsch, Pierre L .; Гарднер, Бенджамин; Фуллвуд, Найджел Дж .; Эсмонд-Уайт, Карен; Дорни, Дженнифер; Кертис, Келли; Чинкве, Джанфеличе; Птица, Бенджамин; Эштон, Лорна; Батлер, Холли Дж. (Апрель 2016 г.). «Использование рамановской спектроскопии для характеристики биологических материалов» . Протоколы природы . 11 (4): 664–87. DOI : 10.1038 / nprot.2016.036 . PMID 26963630 . S2CID 12315122 . Проверено 22 мая 2017 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Марс 2020 Домашний сайт