شيمين

الموسوعة الحرة

CheMin ، اختصارًا لـ "الكيمياء والمعادن" ، هو جهاز موجود داخل مركبة كيوريوسيتي الجوالة التي تستكشف سطح فوهة غيل على سطح المريخ . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ديفيد بليك، من مركز أبحاث ناسا أميس ، هو الباحث الرئيسي. [ 1 ]

يُحدد نظام CheMin ويُقيس كميات المعادن الموجودة في الصخور والتربة التي يُوصلها إليه ذراع الروبوت التابع للمركبة الجوالة . ومن خلال تحديد التركيب المعدني للصخور والتربة، يُقيّم CheMin دور الماء في تكوينها أو ترسبها أو تحوّلها. [ 2 ] إضافةً إلى ذلك، تُعد بيانات CheMin مفيدة في البحث عن مؤشرات حيوية معدنية محتملة ، أو مصادر طاقة للحياة، أو مؤشرات على بيئات صالحة للسكن في الماضي . [ 1 ] [ 2 ]

فاز جهاز CheMin الموجود على متن مركبة كيوريوسيتي الجوالة على سطح المريخ بجائزة ناسا الحكومية للاختراع لعام 2013. [ 4 ]

وصف

معروضة للجمهور في وسط مدينة ماونتن فيو، كاليفورنيا ، كجزء من احتفالات ناسا أميس بالذكرى السنوية الخامسة والسبعين.
أول صورة حيود للأشعة السينية لتربة المريخ - يكشف تحليل CheMin عن وجود الفلسبار والبيروكسينات والأوليفين وغيرها ( مركبة كيوريوسيتي الجوالة ، " عش الصخور "، 17 أكتوبر 2012). [ 5 ]

جهاز CheMin هو أداة لتحليل حيود الأشعة السينية للمساحيق، ويتمتع أيضًا بقدرات التألق بالأشعة السينية . [ 2 ] لا يتطلب CheMin استخدام كواشف سائلة، بل يستخدم أنبوب أشعة سينية دقيق التركيز مصنوع من الكوبالت ، وخلية عينة ناقلة، ومستشعر CCD حساس للأشعة السينية قادر على تمييز الطاقة، وذلك لإنتاج أنماط حيود ثنائية الأبعاد للأشعة السينية ومخططات توزيع الطاقة من عينات مسحوقة في آن واحد . [ 2 ] تُعالَج إطارات CCD الخام على متن المركبة الجوالة لتحويلها إلى منتجات بيانات، مما يقلل من حجم البيانات. تُرسَل هذه المنتجات إلى الأرض لمزيد من التحليلات والمعالجة. [ 1 ]

أثناء التشغيل، يُنتج مصدر الأشعة السينية المتوازية حزمةً ويوجهها عبر خلية عينة ناقلة تحتوي على مادة مسحوقة. يوضع جهاز تصوير CCD ( جهاز اقتران الشحنات ) على الجانب المقابل للعينة من المصدر، ويكشف مباشرةً الأشعة السينية المنحرفة أو المتألقة من العينة. يستطيع جهاز CCD قياس الشحنة المتولدة من كل فوتون ، وبالتالي طاقته . تصطدم الأشعة السينية المنحرفة بالكاشف، ويتم تحديدها من خلال طاقتها، مما ينتج صورة ثنائية الأبعاد تُشكل نمط حيود العينة. يمكن تحليل كل من المواد البلورية وغير البلورية بهذه الطريقة. [ 2 ]

يتم إدخال ما يصل إلى 65 مم³  من مادة العينة إلى نظام قمع مهتز يخترق سطح المركبة الجوالة، مع العلم أن حوالي 10 مم³ فقط من المادة تكفي لملء خلية العينة الشفافة ذات الشكل القرصي، بقطر 8 مم وسماكة 175 ميكرومتر . يحتوي القمع على شبكة بفتحات 1 مم للحد من حجم الجسيمات. تُملأ خمس خلايا دائمة بمعايير المعايرة؛ وهي عبارة عن معادن مفردة أو خزف صناعي. قد تستغرق كل عملية تحليل ما يصل إلى 10 ساعات، موزعة على ليلتين أو أكثر على سطح المريخ. [ 1 ]    

سمات

  • السعة : من المخطط أن يقوم جهاز CheMin بتحليل ما يصل إلى 74 عينة جافة، ولكنه قادر على تحليل عدد أكبر بكثير نظرًا لإمكانية تفريغ خلايا العينات وإعادة استخدامها لإجراء تحليلات إضافية. ومن المتوقع أن يكون التلوث المتبادل الناتج عن إعادة استخدام الخلايا أقل من 5%. لا يمتلك جهاز CheMin القدرة على تخزين العينات التي تم تحليلها مسبقًا لإعادة تحليلها لاحقًا.
  • حدود الكشف : قادر على الكشف عن المعادن الفردية الموجودة بنسبة 3% وما فوق.
  • الدقة : بالنسبة للمعادن الموجودة بتراكيز 12% فأكثر، يستطيع جهاز CheMin تحديد الكمية المطلقة الموجودة بدقة ± 1.5%.
  • الدقة : 10% [ 1 ] [ 2 ]

الجدول الزمني

في 17 أكتوبر 2012 ، أُجري أول تحليل حيود للأشعة السينية لتربة المريخ في موقع " روكنيست " . وكشفت النتائج عن وجود عدة معادن، من بينها الفلسبار والبيروكسينات والأوليفين ، مما يشير إلى أن تربة المريخ في العينة تُشبه " التربة البازلتية المتجوّية" للبراكين في هاواي . [ 5 ] ومنذ عام 1998 ، يُستخرج الرماد البركاني المتشكل من مخروط بركاني في هاواي لإنتاج مُحاكي للتربة المريخية، ليستخدمه الباحثون. [ 6 ] [ 7 ]

حلل جهاز CheMin العديد من الصخور. احتوى بعضها على كربونات على شكل سيدريت بلوري (FeCO₃ ) . احتوت إحدى الصخور على أكثر من 10  % من هذا المعدن. كما تألفت الصخور من بلاجيوكلاز يحتوي على عناصر الصوديوم (Na) والكالسيوم (Ca) والألومنيوم (Al)، بالإضافة إلى معدن البيروكسين السيليكاتي الحامل للكالسيوم والمغنيسيوم. وشملت المعادن الأخرى التي تم العثور عليها كبريتات الكالسيوم وكبريتات المغنيسيوم وكميات متفاوتة من هيدروكسيدات الحديد، ومادة غير متبلورة غير محددة التركيب بالأشعة السينية. يستخدم جهاز CheMin (الكيمياء والمعادن) التابع لشركة Rover حيود الأشعة السينية لتحديد التركيب المعدني للعينات. أسماء التكوينات الصخرية ومواقع الحفر هي: CA (كانايما)، TC (تابو كابارو)، UB (أوباجارا)، وSQ (سيكويا). [ 8 ]

النتائج النموذجية

مركبة كيوريوسيتي الجوالة – ​​علم المعادن الطينية – 2013 إلى 2016 على المريخ (CheMin؛ 13 ديسمبر 2016) [ 9 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ مركز أبحاث ناسا أميس، ديفيد بليك (٢٠١١). "ركن علوم مختبر علوم البحار - الكيمياء والمعادن (CheMin)" . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٠ مارس ٢٠٠٩. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٤ أغسطس ٢٠١٢ .
  2. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ مكتب العلوم لمشروع مختبر علوم المريخ (١٤ ديسمبر ٢٠١٠). "برنامج العلماء المشاركين في مختبر علوم المريخ - حزمة معلومات المقترح" (ملف PDF) . مختبر الدفع النفاث - ناسا . جامعة واشنطن . تاريخ الاسترجاع: ٢٤ أغسطس ٢٠١٢ .
  3. ↑ سارازين، ب.؛ بليك، د.؛ فيلدمان، س.؛ تشيبرا، س.؛ فانيمان، د.؛ بيش، د. "النشر الميداني لجهاز حيود الأشعة السينية/فلورية الأشعة السينية المحمول على تضاريس مماثلة للمريخ" (ملف PDF) . التقدم في تحليل الأشعة السينية . 48. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12-05-2013 . تم الاسترجاع بتاريخ 24-08-2012 . المركز الدولي لبيانات الحيود 2005
  4. ↑ هوفر، راشيل (24 يونيو 2014). "جهاز من مركز أميس يساعد في تحديد أول بيئة صالحة للسكن على المريخ، ويفوز بجائزة الاختراع" . ناسا . مؤرشف من الأصل في 18 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه في 25 يونيو 2014 .
  5. براون ، دواين (30 أكتوبر 2012). "أولى دراسات التربة التي أجرتها مركبة ناسا الجوالة تساعد في تحديد بصمات المعادن المريخية" . ناسا . مؤرشف من الأصل في 3 يونيو 2016. تم الاطلاع عليه في 31 أكتوبر 2012 .
  6. ↑ إل دبليو بيجل؛ جي إتش بيترز؛ جي إس مونجاس؛ جي إتش بيرمان؛ جيه إيه سميث؛ آر سي أندرسون (2007). محاكاة تربة المريخ في موهافي: محاكاة جديدة لتربة المريخ (ملف PDF) . معهد القمر والكواكب . تاريخ الاسترجاع: 28 أبريل 2014 .
  7. ↑ ألين، سي سي؛ موريس، آر في؛ ليندستروم، دي جيه؛ ليندستروم، إم إم؛ لوكوود، جيه بي (مارس 1997). مهمة جونسون للفضاء المريخية-1: محاكاة تربة المريخ (ملف PDF) . معهد القمر والكواكب . تاريخ الاسترجاع: 17 مارس 2021 .
  8. ↑ توتولو، بنيامين م.؛ وآخرون (2025). "الكربونات التي حددها مسبار كيوريوسيتي تشير إلى وجود دورة كربونية على سطح المريخ القديم" . مجلة ساينس . 388 (6744): 292-297 . Bibcode : 2025Sci...388..292T . doi : 10.1126/science.ado9966 . PMID 40245143 .  
  9. ↑ فريق التحرير (13 ديسمبر 2016). "PIA21146: علم المعادن في الحجر الطيني من مهمة CheMin التابعة لمركبة كيوريوسيتي، 2013 إلى 2016" . ناسا . تم الاطلاع عليه في 16 ديسمبر 2016 .
  • شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بأداة الكيمياء والمعادن (CheMin) على ويكيميديا ​​كومنز