Supercámara
SuperCam es un conjunto de instrumentos de teledetección para la misión 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 [fr] ) de la Universidad de Toulouse en Francia, la Agencia Espacial Francesa ( CNES ), el Laboratorio Nacional de Los Álamos , la Universidad de Valladolid (España), la Universidad de Hawai y las Universidades del País Vasco y Málaga en España. El investigador principal es Roger Wiens del Laboratorio Nacional de Los Álamos . 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] SuperCam se utiliza junto con el sistema de orientación AEGIS (Exploración Autónoma para Recopilar Ciencia Aumentada), un programa que Vandi Verma , ingeniero y roboticista de la NASA, ayudó a desarrollar. [4]
En abril de 2018, SuperCam entró en las etapas finales de ensamblaje y prueba. El modelo de vuelo se instaló en el explorador en junio de 2019. La misión del explorador se lanzó el 30 de julio de 2020. [5]
Instrumentos
| Supercámara | Unidades/rendimiento [6] |
|---|---|
| Ubicación | Mástil (la electrónica y los espectrómetros están dentro de la cubierta) |
| Masa | 10,4 kg (23 libras) |
| Fuerza | 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 mejorado 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 recopilación de mediciones correlacionadas en un objetivo se puede utilizar para determinar directamente la geoquímica y la mineralogía de las muestras. [1] [7] [8]
La suite cuenta con 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 medir directamente compuestos orgánicos . [3] [2] El total son cuatro espectrómetros complementarios, lo que hace que la suite sea lo suficientemente sensible para medir trazas de sustancias químicas. [1] [7]
LIBROS
El sistema de espectroscopia de ruptura inducida por láser (LIBS) remoto 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. [6] [7] [8] El rayo vaporiza una pequeña cantidad de roca, creando un plasma caliente . SuperCam luego mide los colores de la luz en el plasma, que proporcionan pistas sobre la composición elemental del objetivo. [2] [7] Su láser también es capaz de limpiar de forma remota el polvo de la superficie, lo que proporciona a todos sus instrumentos una visión clara de los objetivos. [6] [7] 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. [9]
Espectroscopia Raman
El espectrómetro Raman de SuperCam (a 532 nm) investiga objetivos a una distancia de hasta 12 m del explorador. 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 vibracional de los enlaces moleculares. Al observar espectralmente la luz Raman devuelta, se puede determinar la identidad de los minerales. [10] [11]
Espectómetro IR
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 garantizar que funcionen entre −100 °C y −50 °C en todo momento. [9] 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 sus abundancias dan pistas sobre la naturaleza del agua que estaba presente, ya sea dulce o salada, pH ácido o neutro , si pudo haber sido helada o cálida y si el agua estuvo presente durante un largo período de tiempo. [1] Estas son preguntas clave para comprender qué tan habitable era el entorno de la superficie en el pasado distante.
Cámara/telescopio/micrófono
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 . [6] 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 de 1998 y el Phoenix lander de 2007. [7] Sin embargo, ninguna de las misiones fue capaz de grabar sonidos. [ 7]
Espectrómetros – Tabla
Los detectores de los cuatro espectrómetros se enfrían justo por debajo de 0 °C mediante refrigeradores termoeléctricos. Los fotodiodos del espectrómetro infrarrojo (IR) se enfrían aún más a temperaturas entre -100 °C y -50 °C en todo momento. [9]
| Espectrómetro [9] | Región ultravioleta | Región violeta | Región visible | Región infrarroja (IR) |
|---|---|---|---|---|
| Tipo | Czerny-Turner | Czerny-Turner | Transmisión | Filtros acústico-ópticos sintonizables (AOTF) |
| Ubicación | Cuerpo | Cuerpo | Cuerpo | Mástil |
| Función | LIBROS | LIBS y VISIR (visible e IR) | Raman, LIBS, VISIR | VISITA |
| Detector | CCD | CCD | CICD | Fotodiodo |
| Alcance (nm) | 240–340 | 385–475 | 535–855 | 1300–2600 |
| Nro. de canales | 2048 | 2048 | 6000 | 256 |
| Resolución | 0,20 nm | 0,20 nm | 0,3–0,4 nm | 30/cm |
| Campo de visión | 0,7 mrad | 0,7 mrad | 0,7 mrad | 1,15 mrad |
Referencias
- ^ abcdefg Actualización de 'SuperCam': un instrumento multipropósito se une para su lanzamiento a Marte en 2020. Roger Wiens, The Planetary Society . 27 de abril de 2018.
- ^ Actualización del rover Mars 2020 de la NASA: SuperCam detectará materiales orgánicos. Himanshu Goenka, International Business Times . 26 de septiembre de 2017.
- ^ abc SuperCam – Para científicos. NASA, Mars 2020 Rover. Consultado el 7 de julio de 2018.
- ^ Francisco, Reena; Estlín, Tara; Doran, G; Johnstone, Sancia; Gaines, D; Verma, Vandi; Burl, M; Frydenvang, J; Montaño, S; Viena, R; Schaffe, S; Gasnault, O; DeFlores, L; Blaney, D ; Bornstein, Ben (junio de 2017). "Objetivo autónomo AEGIS para ChemCam en el laboratorio científico de Marte: implementación y resultados del uso inicial del equipo científico". Robótica científica . 2 (7): 4582. doi : 10.1126/scirobotics.aan4582 . PMID 33157897.
- ^ "El rover Mars 2020 obtiene un superinstrumento". 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.
- ^ abcd SuperCam Archivado el 7 de mayo de 2019 en Wayback Machine . NASA, Mars 2020 Rover. Consultado el 7 de julio de 2018.
- ^ abcdefg El conjunto de instrumentos de teledetección SuperCam para el rover Mars 2020: un avance. Roger C. Wiens, Sylvestre Maurice, Fernando Rull Perez. Spectroscopy . Volumen 32, número 5, págs. 50–55. 1 de mayo de 2017.
- ^ ab El rover Mars 2020 presenta nuevas capacidades espectrales con su nueva SuperCam. Optical Society of America. Publicado por PhysOrg . 25 de septiembre de 2017.
- ^ abcd El conjunto de instrumentos de teledetección SuperCam para el rover Mars 2020: un avance. Roger C. Wiens, Sylvestre Maurice, Fernando Rull Perez. Spectroscopy . 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, Benjamin; Ashton, Lorna; Butler, Holly J. (abril de 2016). "Uso de la espectroscopia Raman para caracterizar materiales biológicos". Nature Protocols . 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
