Анализ проб на Марсе

Анализ проб на Марсе ( SAM ) — это набор инструментов на Марсианская научная лаборатория Curiosity марсоходе . Набор инструментов SAM будет анализировать органику и газы как из атмосферных, так и из твердых проб. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} НАСА Он был разработан Центром космических полетов имени Годдарда , Лабораторией космических наблюдений за атмосферой (LATMOS), связанной с Межуниверситетской лабораторией систем атмосферы (LISA) (совместно управляемой Французским национальным центром научных исследований и парижскими университетами). и Honeybee Robotics , а также многих других внешних партнеров. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Инструменты

Комплект SAM состоит из трех инструментов:

Квадрупольный масс-спектрометр (QMS) обнаруживает газы, отобранные из атмосферы или выделяющиеся из твердых проб при нагревании. ^{[ 1 ]}^{[ 5 ]}
Газовый хроматограф (ГХ) используется для разделения отдельных газов из сложной смеси на молекулярные компоненты. Полученный газовый поток анализируется на масс-спектрометре с диапазоном масс 2–535 дальтон . ^{[ 1 ]}^{[ 5 ]}
Перестраиваемый лазерный спектрометр (TLS) выполняет прецизионные измерения кислорода и углерода соотношений изотопов в углекислом газе (CO ₂ ) и метане (CH ₄ ) в атмосфере Марса с целью различения их геохимического или биологического происхождения. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Подсистемы

SAM имеет три подсистемы: «лаборатория химического разделения и обработки» для обогащения и дериватизации органических молекул пробы; система манипулирования пробами (SMS) для транспортировки порошка, доставленного из сверла MSL, к входному отверстию SAM и в одну из 74 чашек для проб. ^{[ 1 ]} Затем SMS перемещает образец в печь SAM для высвобождения газов путем нагревания до 1000 °C; ^{[ 1 ]}^{[ 8 ]} и насосную подсистему для продувки сепараторов и анализаторов.

Лаборатория исследований космической физики Мичиганского университета построила основной источник питания, блок управления и обработки данных, контроллер клапана и нагревателя, контроллер накала/смещения и модуль высокого напряжения. Неохлаждаемые инфракрасные детекторы были разработаны и предоставлены польской компанией VIGO System. ^{[ 9 ]}

Хронология

9 ноября 2012 г.: Щепотка мелкого песка и пыли стала первым твердым марсианским образцом, попавшим в SAM. Образец был взят из участка перенесенного ветром материала под названием Rocknest , который ранее предоставил образец для минералогического анализа с помощью прибора CheMin . ^{[ 10 ]}
3 декабря 2012 г.: НАСА сообщило, что САМ обнаружил молекулы воды , хлора и серы . Однако нельзя исключать наличие органических соединений как загрязнения самого Curiosity . ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}
16 декабря 2014 г.: НАСА сообщило, что марсоход Curiosity обнаружил «десятикратный всплеск», вероятно, локализованный, количества метана в марсианской атмосфере . Выборочные измерения, проведенные «дюжину раз за 20 месяцев», показали рост в конце 2013 и начале 2014 года, составив в среднем «7 частей метана на миллиард в атмосфере». До и после этого средние показатели составляли около одной десятой этого уровня. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} Кроме того, высокие уровни органических химикатов , в частности хлорбензола , были обнаружены в порошке, пробуренном в одной из скал, получившей название « Камберленд », проанализированной марсоходом Curiosity. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}
24 марта 2015 г.: НАСА сообщило о первом обнаружении азота , выделившегося в результате нагрева поверхностных отложений на планете Марс. Азот в нитрате находится в «фиксированном» состоянии, то есть в окисленной форме, которая может использоваться живыми организмами . Это открытие подтверждает мнение о том, что древний Марс мог быть пригоден для жизни . ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}
, основанных на измерениях с помощью прибора Sample Analysis at Mars (SAM) на Curiosity марсоходе 4 апреля 2015 г.: НАСА сообщило об исследованиях марсианской атмосферы с использованием ксенона и аргона изотопов . Результаты подтвердили «резкую» потерю атмосферы в начале истории Марса и соответствовали атмосферным признакам, обнаруженным в кусочках атмосферы, захваченных в некоторых марсианских метеоритах, найденных на Земле. ^{[ 18 ]}
15 ноября 2020 года ученые НАСА, в том числе Джоанна Кларк , смогли воспроизвести почву на основе марсианского симулятора с использованием SAM на Земле под названием АО-Rocknest, которая используется для серии испытаний, включая нагревание ее до различных температур для определения ее повторного поглощения воды. скорость и способность расщепляться на соединения, необходимые для условий жизни. ^{[ 19 ]}
в ходе «первого в своем роде» процесса, основанного на инструментах SAM. органических молекул , в том числе бензойной кислоты , аммиака и других родственных неизвестных соединений, планете Марс Curiosity на 1 ноября 2021 г .: Астрономы сообщили об обнаружении марсоходом ^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}

метана в атмосфере Марса Измерения
марсоходом Curiosity . (август 2012 г. - сентябрь 2014 г.)

Метан (CH ₄ ) на Марсе – потенциальные источники и поглотители.

Сравнение органики в марсианских породах : » уровень хлорбензола был значительно выше в образце породы « Камберленд .

Обнаружение органики в образце породы « Камберленд ».

Спектральный анализ (SAM) породы «Камберленд» .

Галерея

Видео

Интервью с Полом Махаффи, главным исследователем анализа проб на Марсе (SAM).

Ученые и инженеры используют камеру Марса для испытаний образцов на приборе SAM.

См. также

Анализатор термических и выделяющихся газов (посадочный модуль «Феникс»)
Urey instrument

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г «Научный уголок MSL: анализ проб на Марсе (SAM)» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Архивировано из оригинала 20 марта 2009 года . Проверено 9 сентября 2009 г.
^ Обзор набора инструментов SAM
^ Кабане, М.; и др. (2004). «Существовала ли жизнь на Марсе? Поиск органических и неорганических следов — одна из целей «SAM» (анализ образцов на Марсе)» (PDF) . Достижения в космических исследованиях . 33 (12): 2240–2245. Бибкод : 2004AdSpR..33.2240C . дои : 10.1016/S0273-1177(03)00523-4 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Комплект инструментов для анализа проб на Марсе (SAM)» . НАСА . Октябрь 2008 года . Проверено 9 октября 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Махаффи, Пол Р.; и др. (2012). «Анализ образцов в Mars Investigation и Instrument Suite» (PDF) . Обзоры космической науки . 170 (1–4): 401–478. Бибкод : 2012ССРв..170..401М . дои : 10.1007/s11214-012-9879-z .
^ Тененбаум, Д. (9 июня 2008 г.). «Понимание марсианского метана» . Журнал «Астробиология» . Проверено 8 октября 2008 г.
^ Тарситано, КГ; Вебстер, ЧР (2007). «Мультилазерная ячейка Эрриотта для планетарных перестраиваемых лазерных спектрометров». Прикладная оптика . 46 (28): 6923–6935. Бибкод : 2007ApOpt..46.6923T . дои : 10.1364/AO.46.006923 . ПМИД 17906720 .
^ Кеннеди, Т.; Мумм, Э.; Мирик, Т.; Фрейдер-Томпсон, С. (2006). «Оптимизация системы манипуляций с марсианскими образцами за счет концентрированной функциональности» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2009 г. Проверено 3 августа 2012 г.
^ «Система Виго / ИК-детекторы Виго на Марсе» . Vigo.com.pl. 13 декабря 2011 года. Архивировано из оригинала 8 октября 2012 года . Проверено 17 августа 2012 г.
^ «Лабораторный набор инструментов Rover 'SAM' имеет вкус почвы» . Лаборатория реактивного движения — НАСА . 13 ноября 2012 г.
^ Браун, Дуэйн; Вебстер, Гай; Нил-Джонс, Нэнси (3 декабря 2012 г.). «Марсоход НАСА полностью проанализировал первые образцы марсианского грунта» . НАСА . Архивировано из оригинала 5 декабря 2012 года . Проверено 3 декабря 2012 г.
^ « На Марсе обнаружена «сложная химия»» . 3 Новости Новой Зеландии . 4 декабря 2012 года. Архивировано из оригинала 9 марта 2014 года . Проверено 3 декабря 2012 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Вебстер, Гай; Нил-Джонс, Нэнси; Браун, Дуэйн (16 декабря 2014 г.). «Ровер НАСА обнаружил на Марсе активную и древнюю органическую химию» . НАСА . Проверено 16 декабря 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Чанг, Кеннет (16 декабря 2014 г.). « Великий момент»: марсоход нашел подсказку о том, что на Марсе может быть жизнь . Нью-Йорк Таймс . Проверено 16 декабря 2014 г.
^ Нил-Джонс, Нэнси; Штайгервальд, Уильям; Вебстер, Гай; Браун, Дуэйн (24 марта 2015 г.). «Ровер Curiosity обнаружил на Марсе биологически полезный азот» . НАСА . Проверено 25 марта 2015 г.
^ «Марсоход Curiosity обнаружил «полезный азот» » . НАСА . Новости Би-би-си. 25 марта 2015 года . Проверено 25 марта 2015 г.
^ Стерн, Дженнифер С. (24 марта 2015 г.). «Доказательства наличия местного азота в осадочных и эоловых отложениях в результате исследований марсохода Curiosity в кратере Гейла на Марсе» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (14): 4245–50. Бибкод : 2015PNAS..112.4245S . дои : 10.1073/pnas.1420932112 . ПМЦ 4394254 . ПМИД 25831544 .
^ Браун, Дуэйн; Нил-Джонс, Нэнси (31 марта 2015 г.). «РЕЛИЗ 15-055 «Кьюриосити» обнаруживает историю марсианской атмосферы» . НАСА . Проверено 4 апреля 2015 г.
^ «JSC-Rocknest: крупномасштабный симулятор почвы на основе Mojave Mars Simulant (MMS) для исследований по добыче воды на месте» . Икар . 351 . 15 ноября 2020 г.
^ Раби, Пассант (1 ноября 2021 г.). «Органические молекулы впервые обнаружены на Марсе: марсоход Curiosity продемонстрировал полезную технику для поиска марсианских биосигнатур» . Инверсия . Проверено 2 ноября 2021 г.
^ Миллан, М.; и др. (1 ноября 2021 г.). «Органические молекулы, обнаруженные в марсианских дюнах Багнольда в результате эксперимента по дериватизации Curiosity» . Природная астрономия . 6 : 129–140. дои : 10.1038/s41550-021-01507-9 . S2CID 256705528 . Проверено 2 ноября 2021 г.

Внешние ссылки

[MSLSAM-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г «Научный уголок MSL: анализ проб на Марсе (SAM)» . НАСА / Лаборатория реактивного движения . Архивировано из оригинала 20 марта 2009 года . Проверено 9 сентября 2009 г.

[2] Обзор набора инструментов SAM

[3] Кабане, М.; и др. (2004). «Существовала ли жизнь на Марсе? Поиск органических и неорганических следов — одна из целей «SAM» (анализ образцов на Марсе)» (PDF) . Достижения в космических исследованиях . 33 (12): 2240–2245. Бибкод : 2004AdSpR..33.2240C . дои : 10.1016/S0273-1177(03)00523-4 .

[SAM-4] Перейти обратно: ^а ^б «Комплект инструментов для анализа проб на Марсе (SAM)» . НАСА . Октябрь 2008 года . Проверено 9 октября 2009 г.

[Mah2012-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с Махаффи, Пол Р.; и др. (2012). «Анализ образцов в Mars Investigation и Instrument Suite» (PDF) . Обзоры космической науки . 170 (1–4): 401–478. Бибкод : 2012ССРв..170..401М . дои : 10.1007/s11214-012-9879-z .

[6] Тененбаум, Д. (9 июня 2008 г.). «Понимание марсианского метана» . Журнал «Астробиология» . Проверено 8 октября 2008 г.

[7] Тарситано, КГ; Вебстер, ЧР (2007). «Мультилазерная ячейка Эрриотта для планетарных перестраиваемых лазерных спектрометров». Прикладная оптика . 46 (28): 6923–6935. Бибкод : 2007ApOpt..46.6923T . дои : 10.1364/AO.46.006923 . ПМИД 17906720 .

[8] Кеннеди, Т.; Мумм, Э.; Мирик, Т.; Фрейдер-Томпсон, С. (2006). «Оптимизация системы манипуляций с марсианскими образцами за счет концентрированной функциональности» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2009 г. Проверено 3 августа 2012 г.

[9] «Система Виго / ИК-детекторы Виго на Марсе» . Vigo.com.pl. 13 декабря 2011 года. Архивировано из оригинала 8 октября 2012 года . Проверено 17 августа 2012 г.

[10] «Лабораторный набор инструментов Rover 'SAM' имеет вкус почвы» . Лаборатория реактивного движения — НАСА . 13 ноября 2012 г.

[NASA-20121203-11] Браун, Дуэйн; Вебстер, Гай; Нил-Джонс, Нэнси (3 декабря 2012 г.). «Марсоход НАСА полностью проанализировал первые образцы марсианского грунта» . НАСА . Архивировано из оригинала 5 декабря 2012 года . Проверено 3 декабря 2012 г.

[12] « На Марсе обнаружена «сложная химия»» . 3 Новости Новой Зеландии . 4 декабря 2012 года. Архивировано из оригинала 9 марта 2014 года . Проверено 3 декабря 2012 г.

[NASA-20141216-GW-13] Перейти обратно: ^а ^б Вебстер, Гай; Нил-Джонс, Нэнси; Браун, Дуэйн (16 декабря 2014 г.). «Ровер НАСА обнаружил на Марсе активную и древнюю органическую химию» . НАСА . Проверено 16 декабря 2014 г.

[NYT-20141216-KC-14] Перейти обратно: ^а ^б Чанг, Кеннет (16 декабря 2014 г.). « Великий момент»: марсоход нашел подсказку о том, что на Марсе может быть жизнь . Нью-Йорк Таймс . Проверено 16 декабря 2014 г.

[NASA-20150324-15] Нил-Джонс, Нэнси; Штайгервальд, Уильям; Вебстер, Гай; Браун, Дуэйн (24 марта 2015 г.). «Ровер Curiosity обнаружил на Марсе биологически полезный азот» . НАСА . Проверено 25 марта 2015 г.

[16] «Марсоход Curiosity обнаружил «полезный азот» » . НАСА . Новости Би-би-си. 25 марта 2015 года . Проверено 25 марта 2015 г.

[Stern_2015-17] Стерн, Дженнифер С. (24 марта 2015 г.). «Доказательства наличия местного азота в осадочных и эоловых отложениях в результате исследований марсохода Curiosity в кратере Гейла на Марсе» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (14): 4245–50. Бибкод : 2015PNAS..112.4245S . дои : 10.1073/pnas.1420932112 . ПМЦ 4394254 . ПМИД 25831544 .

[NASA-20150331-18] Браун, Дуэйн; Нил-Джонс, Нэнси (31 марта 2015 г.). «РЕЛИЗ 15-055 «Кьюриосити» обнаруживает историю марсианской атмосферы» . НАСА . Проверено 4 апреля 2015 г.

[19] «JSC-Rocknest: крупномасштабный симулятор почвы на основе Mojave Mars Simulant (MMS) для исследований по добыче воды на месте» . Икар . 351 . 15 ноября 2020 г.

[INV-20211101-20] Раби, Пассант (1 ноября 2021 г.). «Органические молекулы впервые обнаружены на Марсе: марсоход Curiosity продемонстрировал полезную технику для поиска марсианских биосигнатур» . Инверсия . Проверено 2 ноября 2021 г.

[NAT-20211101-21] Миллан, М.; и др. (1 ноября 2021 г.). «Органические молекулы, обнаруженные в марсианских дюнах Багнольда в результате эксперимента по дериватизации Curiosity» . Природная астрономия . 6 : 129–140. дои : 10.1038/s41550-021-01507-9 . S2CID 256705528 . Проверено 2 ноября 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

v т и Марсианская научная лаборатория
Общий	Любопытство Марсоход Хронология Марсианской научной лаборатории
Инструменты	APXS Химкам Путь И ДРТ опасная камера ВТОРНИК МАХЛИ МастКам Навкам РАД РЕМС Роботизированная рука Встраиваемые компьютеры Rover ОДИН
Функции	МарсЦиферблат ММРТГ Рокер-тележка Небесный кран
Сайты	Гора Шарп (Эолис Монс) Эолис Палус Брэдбери Лендинг Кратер Гейла Гленелг Долина мира Рокнест Йеллоунайф Бэй
Скалы	Батерст-Инлет Коронация Гоулберн Хотта Джейк Матиевич Связь Рокнест Рокнест 3 Тинтина
Связанный	Испытайте любопытство Исследование Марса
Категория Портал Солнечной системы