Complexe Chimie et Caméra - Chemistry and Camera complex

Le spectromètre interne (à gauche) et le télescope laser (à droite) pour le mât
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Chemistry and Camera complex ( ChemCam ) est une suite d' instruments de télédétection sur Mars pour le rover Curiosity . Comme son nom l'indique, ChemCam est en fait deux instruments différents combinés en un seul : une spectroscopie par claquage induite par laser (LIBS) et un télescope Remote Micro Imager (RMI). Le but de l'instrument LIBS est de fournir des compositions élémentaires de roche et de sol, tandis que le RMI fournira aux scientifiques de ChemCam des images haute résolution des zones d'échantillonnage des roches et du sol ciblées par LIBS. L'instrument LIBS peut cibler un échantillon de roche ou de sol jusqu'à 7 m (23 pi) de distance, en vaporisant une petite quantité avec environ 30 impulsions de 5 nanosecondes à partir d'un laser infrarouge de 1067  nm , puis en observant le spectre de la lumière émise par la roche vaporisée.

Aperçu

ChemCam a la capacité d'enregistrer jusqu'à 6 144 longueurs d'onde différentes de lumière ultraviolette, visible et infrarouge. La détection de la boule de plasma lumineux se fait dans les domaines visible, proche UV et proche infrarouge, entre 240 nm et 800 nm. Le premier test laser initial de la ChemCam par Curiosity sur Mars a été effectué sur une roche, N165 (roche "Coronation") , près de Bradbury Landing le 19 août 2012.

Utilisant la même optique de collecte, le RMI fournit des images contextuelles des spots d'analyse LIBS. Le RMI résout les objets de 1 mm (0,039 po) à une distance de 10 m (33 pi) et a un champ de vision couvrant 20 cm (7,9 po) à cette distance. Le RMI a également été utilisé pour prendre des images de caractéristiques géologiques et de paysages éloignés.

La suite d'instruments ChemCam a été développée par le Laboratoire national de Los Alamos et le laboratoire français CESR . Le modèle de vol du mât a été livré du CNES français au Laboratoire national de Los Alamos .

Instrumentation

Spectroscopie de rupture induite par laser

Mosaïque ChemCam RMI à cinq images (à droite) du rocher "Chantrey", colorisée à l'aide de l'image MastCam (M-100) de droite (à gauche). Crédit d'image : NASA/JPL/LANL/MSSS/Justin Cowart

ChemCam marque la première utilisation de la spectroscopie de rupture induite par laser ( LIBS ) dans le cadre d'une mission scientifique planétaire. Le laser est positionné sur le mât du rover Curiosity et focalisé par le télescope qui réside également sur le mât, tandis que le spectromètre est logé dans le corps du rover. En règle générale, le laser tire 30 tirs en un seul point, rassemblant des lectures spectroscopiques de la roche vaporisée pour chaque tir laser et échantillonne plusieurs points sur une cible choisie. Pour les observations du substratum rocheux, les 5 premiers plans d'un point sont rejetés car ils sont considérés comme contaminés par la poussière martienne. Les plans restants d'un point sont moyennés ensemble pour les calculs de composition chimique. Il est courant qu'il y ait 9 ou 10 points d'analyse sur une cible donnée, mais ce n'est pas toujours le cas. Certaines cibles ont aussi peu que 4 points tandis que certaines cibles ont 20 points. 

Micro-imageur à distance

Le micro-imageur distant est principalement utilisé pour capturer des images haute résolution en noir et blanc des cibles ChemCam à des fins de contexte et de documentation. Habituellement, une image de la cible d'intérêt est capturée avant et après le tir du laser. Souvent, le laser crée des « pits LIBS » qui peuvent être visibles dans le RMI pour montrer où le laser a échantillonné spécifiquement sur une cible particulière. La résolution de la RMI est supérieure à celle de la caméra de navigation noir et blanc (navcam) et des caméras de mât couleur (mastcam).

Imagerie longue distance

Le RMI est principalement utilisé pour obtenir des images rapprochées de cibles échantillonnées par ChemCam, mais il peut également être utilisé pour recueillir des images haute résolution d'affleurements et de paysages éloignés. La RMI a une résolution spatiale plus élevée que la caméra mastcam M100, qui est une caméra couleur également capable d'imager des objets proches ou des caractéristiques géologiques distantes. Le RMI a été utilisé par la mission pour la reconnaissance du terrain à venir ainsi que pour l'imagerie de caractéristiques distantes telles que le bord du cratère Gale .

Contributions scientifiques

ChemCam a été utilisé, en conjonction avec d'autres instruments du rover Curiosity , pour faire des progrès dans la compréhension de la composition chimique des roches et des sols sur Mars . Le LIBS permet de détecter et de quantifier les oxydes majeurs : SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO T , MgO, TiO 2 , CaO, Na 2 O et K 2 O des cibles du substratum rocheux. Il existe des unités géologiques distinctes déterminées à partir d'analyses orbitales qui ont été confirmées par des compositions moyennes de substrat rocheux déterminées à partir de ChemCam et d'autres instruments à bord de Curiosity. ChemCam a également quantifié la chimie des sols. ChemCam a vu deux types de sol distincts au cratère Gale : un matériau mafique à grain fin qui est plus représentatif des sols ou de la poussière martiens mondiaux et un matériau felsique à grain grossier qui provient du substratum rocheux du cratère Gale local. ChemCam a la capacité de mesurer des éléments mineurs ou traces tels que le lithium, le manganèse, le strontium et le rubidium. ChemCam a mesuré jusqu'à 25 % en poids de MnO dans les remplissages de fractures, ce qui suggère que Mars était autrefois un environnement plus oxygénant.   

Images

Voir également

Les références

Liens externes