سوبر كام
SuperCam عبارة عن مجموعة من أدوات الاستشعار عن بعد لمهمة مركبة المريخ 2020 Perseverance التي تقوم بإجراء تحليلات عن بعد للصخور والتربة باستخدام كاميرا وجهازين ليزر وأربعة أجهزة قياس طيفية للبحث عن المركبات العضوية التي يمكن أن تحمل بصمات حيوية لحياة ميكروبية سابقة على المريخ ، إن وجدت هناك.
طُوِّرت كاميرا SuperCam بالتعاون بين معهد أبحاث الفيزياء الفلكية وعلم الكواكب ( IRAP ) التابع لجامعة تولوز في فرنسا، والوكالة الفرنسية للدراسات الفضائية ( CNES )، ومختبر لوس ألاموس الوطني ، وجامعة بلد الوليد (إسبانيا)، وجامعة هاواي ، وجامعتي إقليم الباسك ومالقة في إسبانيا. الباحث الرئيسي هو روجر وينز من مختبر لوس ألاموس الوطني . تُعدّ SuperCam نسخةً مُحسَّنة من أجهزة ChemCam الناجحة الموجودة على متن مركبة كيوريوسيتي الجوالة ، والتي جرى تحديثها باستخدام ليزرين وكاشفين مختلفين. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] تُستخدم SuperCam بالتزامن مع نظام التوجيه AEGIS (الاستكشاف الذاتي لجمع بيانات علمية مُحسَّنة)، وهو برنامج ساهم في تطويره فاندي فيرما ، مهندس الروبوتات في وكالة ناسا. [ 4 ]
في أبريل 2018، دخلت كاميرا SuperCam المراحل النهائية من التجميع والاختبار. تم تركيب نموذج الطيران على المركبة الجوالة في يونيو 2019. وانطلقت مهمة المركبة الجوالة في 30 يوليو 2020. [ 5 ]
الآلات الموسيقية
| سوبر كام | الوحدات/الأداء [ 6 ] |
|---|---|
| موقع | الصاري (توجد الإلكترونيات وأجهزة قياس الطيف داخل سطح السفينة) |
| كتلة | 10.4 كجم (23 رطلاً) |
| قوة | 17.9 واط |
| أبعاد | الأبعاد التقريبية: 38 سم × 24 سم × 19 سم |
| إرجاع البيانات | 15.5 ميغابت لكل تجربة |
| أقصى مسافة عمل | ليزر أحمر (LIBS): 7 أمتار، ليزر أخضر (رامان): 12 مترًا |
لقياس التركيب الكيميائي، تستخدم مجموعة الأجهزة نسخة مطورة من أجهزة ChemCam الناجحة الموجودة على متن مركبة كيوريوسيتي الجوالة، والتي تم تزويدها بنوعين مختلفين من الليزر وأجهزة الكشف. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] تستطيع أجهزة SuperCam تحديد أنواع المواد الكيميائية التي قد تكون دليلاً على وجود حياة سابقة على سطح المريخ . SuperCam عبارة عن مجموعة من الأجهزة المتنوعة، ويمكن استخدام مجموعة القياسات المترابطة على الهدف لتحديد الخصائص الجيوكيميائية والمعدنية للعينات بشكل مباشر. [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]
يضم الجهاز عدة أدوات متكاملة: مطيافية رامان ، ومطيافية التألق المعتمدة على الزمن (TRF)، ومطيافية الانعكاس المرئي والأشعة تحت الحمراء (VISIR)، وذلك لتوفير معلومات أولية حول التركيب المعدني والجزيئي للعينات قيد الدراسة، فضلاً عن القدرة على قياس المركبات العضوية مباشرةً . [ 3 ] [ 2 ] يتكون الجهاز من أربعة مطيافات متكاملة، مما يجعله حساسًا بما يكفي لقياس كميات ضئيلة من المواد الكيميائية. [ 1 ] [ 7 ]
الليبراليون
يُصدر نظام التحليل الطيفي بالانهيار المُستحث بالليزر عن بُعد (LIBS) شعاع ليزر بطول موجي 1064 نانومتر لدراسة أهداف صغيرة بحجم حبة أرز من مسافة تزيد عن 7 أمتار، مما يسمح للمركبة الجوالة بدراسة أهداف تتجاوز مدى ذراعها. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] يُبخر الشعاع كمية ضئيلة من الصخور، مُكوّنًا بلازما ساخنة . ثم تقيس كاميرا SuperCam ألوان الضوء في البلازما، والتي تُقدم أدلة على التركيب العنصري للهدف. [ 2 ] [ 7 ] كما أن ليزرها قادر على إزالة الغبار السطحي عن بُعد، مما يُتيح لجميع أجهزتها رؤية واضحة للأهداف. [ 6 ] [ 7 ] تحتوي وحدة LIBS على ثلاثة مطيافات. اثنان منها يُعالجان الجزء المرئي والبنفسجي من أطياف VISIR، بينما يتم تسجيل الجزء تحت الأحمر في الصاري. [ 9 ]
مطيافية رامان
يستكشف مطياف رامان الخاص بكاميرا SuperCam (عند 532 نانومتر) الأهداف على بُعد يصل إلى 12 مترًا من المركبة الجوالة. في تقنية مطيافية رامان، ينعكس معظم ضوء الليزر الأخضر عند نفس الطول الموجي الذي أُرسل به، لكن جزءًا صغيرًا منه يتفاعل مع جزيئات الهدف، مُغيرًا الطول الموجي بما يتناسب مع طاقة اهتزاز الروابط الجزيئية. ومن خلال رصد طيف ضوء رامان المُنعكس، يُمكن تحديد هوية المعادن. [ 10 ] [ 11 ]
مطياف الأشعة تحت الحمراء
يعمل مطياف الأشعة تحت الحمراء ، المُقدّم من فرنسا، في نطاق أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء القريبة (من 1.3 إلى 2.6 ميكرومتر)، وتُبرّد ثنائياته الضوئية ، أو كواشفه، بواسطة مُبرّدات كهروحرارية صغيرة لضمان عملها في نطاق درجة حرارة يتراوح بين -100 درجة مئوية و-50 درجة مئوية باستمرار. [ 9 ] سيُحلّل هذا الجهاز العديد من المعادن الطينية ، وسيُساعد في كشف تاريخ المياه السائلة على سطح المريخ . [ 1 ] تُقدّم أنواع المعادن الطينية ووفرتها أدلةً حول طبيعة المياه التي كانت موجودة، سواءً أكانت عذبة أم مالحة، حمضية أم متعادلة ، وما إذا كانت جليدية أم دافئة، وما إذا كانت موجودة لفترة طويلة. [ 1 ] تُعدّ هذه أسئلةً أساسيةً لفهم مدى صلاحية بيئة السطح للحياة في الماضي البعيد.
كاميرا/تلسكوب/ميكروفون
تلتقط الكاميرا البصرية في مركبة SuperCam صورًا ملونة عالية الدقة للعينات قيد الدراسة، مما يساعد أيضًا في تحديد جيولوجيا سطح المريخ. كما يمكن لهذه الكاميرا دراسة كيفية امتصاص أو عكس الماء والغبار في الغلاف الجوي للإشعاع الشمسي، وهو ما قد يُسهم في تطوير التنبؤات الجوية . [ 6 ] كما زُودت SuperCam بميكروفون لالتقاط أولى التسجيلات الصوتية من سطح المريخ. [ 1 ] الميكروفون من نفس طراز (Knowles Corp EK) المستخدم في مركبة الهبوط Mars Polar Lander عام 1998 ومركبة الهبوط Phoenix عام 2007. [ 7 ] إلا أن أيًا من المهمتين لم تتمكن من تسجيل الأصوات. [ 7 ]
أجهزة قياس الطيف
تُبرَّد كواشف جميع أجهزة قياس الطيف الأربعة إلى ما دون الصفر المئوي بقليل بواسطة مبردات كهروحرارية. كما تُبرَّد الثنائيات الضوئية لجهاز قياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء إلى ما بين -100 درجة مئوية و-50 درجة مئوية في جميع الأوقات. [ 9 ]
| مطياف [ 9 ] | منطقة الأشعة فوق البنفسجية | المنطقة البنفسجية | المنطقة المرئية | منطقة الأشعة تحت الحمراء (IR) |
|---|---|---|---|---|
| يكتب | تشيرني-ترنر | تشيرني-ترنر | الانتقال | مرشحات قابلة للضبط صوتيًا وبصريًا (AOTF) |
| موقع | جسم | جسم | جسم | سارية |
| وظيفة | الليبراليون | LIBS و VISIR (المرئي والأشعة تحت الحمراء) | رامان، LIBS، VISIR | زيارة |
| كاشف | CCD | CCD | ICCD | ثنائي ضوئي |
| المدى (نانومتر) | 240–340 | 385–475 | 535–855 | 1300–2600 |
| عدد القنوات | 2048 | 2048 | 6000 | 256 |
| دقة | 0.20 نانومتر | 0.20 نانومتر | 0.3–0.4 نانومتر | 30/سم |
| مجال الرؤية | 0.7 ملي راديان | 0.7 ملي راديان | 0.7 ملي راديان | 1.15 ملي راديان |
مراجع
- تحديث " سوبر كام ": جهاز متعدد الأغراض يكتمل استعدادًا لإطلاقه إلى المريخ عام 2020. روجر وينز ، الجمعية الكوكبية . 27 أبريل 2018 .
- ١ ٢ ٣ ٤ تحديث مركبة ناسا الجوالة المريخية ٢٠٢٠: كاميرا سوبركام ستكشف عن المواد العضوية . هيمانشو جوينكا، صحيفة إنترناشونال بيزنس تايمز . ٢٦ سبتمبر ٢٠١٧.
- 1 2 3 SuperCam – للعلماء . ناسا، مركبة المريخ الجوالة 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يوليو 2018.
- ^ فرانسيس، رينا. إستلين، تارا؛ دوران ، ج. جونستون، سانسيا؛ جاينز، د؛ فيرما، فاندي؛ بيرل، م؛ فرايدنفانغ، J؛ مونتانيو، س. وينز، ر. شافي، س؛ جاسنولت، أو. ديفلوريس، إل؛ بلاني, د ; بورنشتاين ، بن (يونيو 2017). "استهداف AEGIS المستقل لـ ChemCam في مختبر علوم المريخ: النشر ونتائج الاستخدام الأولي للفريق العلمي" . الروبوتات العلمية . 2 (7): 4582. دوى : 10.1126/scirobotics.aan4582 . بميد 33157897 .
- ↑ "مركبة المريخ 2020 تحصل على جهاز فائق" . jpl.nasa.gov . مختبر الدفع النفاث. 2 يوليو 2019. تم الاطلاع عليه في 2 يوليو 2019. في هذه الصورة الملتقطة في 25 يونيو 2019
، يقوم المهندسون بتركيب جهاز SuperCam على مركبة المريخ 2020.
- ١ ٢ ٣ ٤ SuperCam مؤرشف بتاريخ ٧ مايو ٢٠١٩ في Wayback Machine . ناسا، مركبة المريخ الجوالة ٢٠٢٠. تم الاسترجاع في ٧ يوليو ٢٠١٨.
- ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ مجموعة أدوات الاستشعار عن بُعد SuperCam لمركبة المريخ الجوالة ٢٠٢٠: معاينة . روجر سي. وينز، سيلفستر موريس، فرناندو رول بيريز. علم الأطياف . المجلد ٣٢، العدد ٥، الصفحات ٥٠-٥٥. ١ مايو ٢٠١٧.
- ١ ٢ يتميز مسبار المريخ ٢٠٢٠ بقدرات طيفية جديدة بفضل كاميرته الفائقة الجديدة. الجمعية البصرية الأمريكية. نُشر بواسطة PhysOrg . ٢٥ سبتمبر ٢٠١٧.
- ١ ٢ ٣ ٤ مجموعة أدوات الاستشعار عن بعد SuperCam لمركبة المريخ الجوالة 2020: معاينة . روجر سي. وينز، سيلفستر موريس، فرناندو رول بيريز. علم الأطياف . المجلد 32، العدد 5، الصفحة 54. 1 مايو 2017.
- ↑ غاردينر، دي جيه (1989). مطيافية رامان العملية . سبرينغر-فيرلاغ . ISBN 978-0-387-50254-0.
- ↑ مارتن، فرانسيس ل.؛ ستون، نيكولاس؛ ماكينش، مارتن ر.؛ والش، مايكل ج.؛ مارتن-هيرش، بيير ل.؛ غاردنر، بنجامين؛ فولود، نايجل ج.؛ إزموند-وايت، كارين؛ دورني، جينيفر؛ كورتيس، كيلي؛ سينك، جيانفيليس؛ بيرد، بنجامين؛ أشتون، لورنا؛ بتلر، هولي ج. (أبريل 2016). "استخدام مطيافية رامان لتوصيف المواد البيولوجية" . بروتوكولات الطبيعة . 11 (4): 664-87 . doi : 10.1038/nprot.2016.036 . PMID 26963630. S2CID 12315122. تاريخ الاسترجاع: 22 مايو 2017 .
روابط خارجية
- أدوات مهمة المريخ 2020
- أجهزة تصوير المريخ
- علم الأحياء الفلكي