Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã tăng tốc độ và độ chính xác của một thiết bị quy mô phòng thí nghiệm để xác định tuổi của mẫu vật hành tinh tại chỗ. Nhóm nghiên cứu đang dần thu nhỏ dụng cụ Hóa học, Sinh vật học và Hẹn hò (CODEX) để đạt được kích thước phù hợp cho các nhiệm vụ trên không gian và tàu đổ bộ.
Các nhà khoa học của Viện nghiên cứu Tây Nam đã tăng tốc độ và độ chính xác của một thiết bị quy mô phòng thí nghiệm để xác định tuổi của mẫu vật hành tinh tại chỗ. Nhóm nghiên cứu đang dần thu nhỏ dụng cụ Hóa học, Sinh vật học và Hẹn hò (CODEX) để đạt được kích thước phù hợp cho các nhiệm vụ trên không gian và tàu đổ bộ.
“Lão hóa tại chỗ là một mục tiêu khoa học quan trọng được xác định bởi Khảo sát thập phân của Hội đồng nghiên cứu quốc gia về sao Hỏa và Mặt trăng cũng như các nhóm phân tích chương trình thám hiểm mặt trăng và sao hỏa, các thực thể chịu trách nhiệm cung cấp đầu vào khoa học cần thiết để lên kế hoạch và ưu tiên các hoạt động thăm dò” Tiến sĩ F. Scott Anderson, nhà khoa học SwRI, người đang dẫn đầu sự phát triển CODEX. “Thực hiện việc này tại chỗ thay vì cố gắng đưa các mẫu trở lại Trái đất để đánh giá có thể giải quyết các vấn đề nan giải lớn trong khoa học hành tinh, mang lại sự tiết kiệm chi phí rất lớn và tăng cường cơ hội cho việc hoàn trả mẫu cuối cùng.”
CODEX sẽ lớn hơn một chút so với lò vi sóng và bao gồm bảy tia laser và máy quang phổ khối. Các phép đo tại chỗ sẽ giải quyết các câu hỏi cơ bản về lịch sử hệ mặt trời, như khi sao Hỏa có khả năng sinh sống. CODEX có độ chính xác từ ± 20-80 triệu năm, chính xác hơn đáng kể so với các phương pháp hẹn hò hiện đang được sử dụng trên Sao Hỏa, có độ chính xác là ± 350 triệu năm.
“CODEX sử dụng tia laser cắt bỏ để làm bay hơi một loạt các mảnh nhỏ của các mẫu đá, chẳng hạn như các mẫu trên bề mặt Mặt trăng hoặc Sao Hỏa”, Anderson, tác giả chính của bài báo CODEX xuất bản năm 2020. “Chúng tôi nhận ra Một số nguyên tố trực tiếp từ chùm hơi đó, vì vậy chúng ta biết đá được tạo thành từ cái gì. Sau đó, các laser CODEX khác chọn lọc và định lượng sự phong phú của lượng vết rubidium phóng xạ (Rb) và strontium (Sr). vào Sr trong khoảng thời gian đã biết, vì vậy bằng cách đo cả Rb và Sr, chúng ta có thể xác định thời gian đã trôi qua kể từ khi tảng đá hình thành. “
Trong khi phóng xạ là một kỹ thuật tiêu chuẩn để xác định niên đại trên Trái đất thì một vài nơi khác trong hệ mặt trời đã được xác định theo cách này. Thay vào đó, các nhà khoa học đã hạn chế phần lớn thời gian của hệ mặt trời bên trong bằng cách đếm các miệng hố va chạm trên bề mặt hành tinh.
Tiến sĩ Jonathan Levine, nhà vật lý tại Đại học Colgate, thành viên của nhóm do SwRI dẫn đầu cho biết: “Ý tưởng đằng sau việc hẹn hò miệng núi lửa rất đơn giản; càng nhiều miệng hố, bề mặt càng cũ. Nó giống như nói rằng một người càng ướt càng lâu khi họ đứng ngoài trời mưa. Điều đó chắc chắn là đúng. Nhưng cũng như cơn mưa rơi, chúng ta không thực sự biết tốc độ các thiên thạch rơi xuống từ bầu trời. Đó là lý do tại sao việc hẹn hò đồng vị phóng xạ rất quan trọng. Phân rã phóng xạ là đồng hồ đánh dấu ở một tốc độ đã biết. Những kỹ thuật này xác định chính xác tuổi của đá và khoáng chất, cho phép các nhà khoa học hẹn hò với các sự kiện như kết tinh, biến chất và tác động. “
Lần lặp lại mới nhất của CODEX nhạy hơn năm lần so với lần tái sinh trước đó. Độ chính xác này phần lớn được thực hiện bằng cách sửa đổi khoảng cách của mẫu từ thiết bị để cải thiện chất lượng dữ liệu. Thiết bị này cũng bao gồm một laser xung cực nhanh và tỷ lệ tín hiệu nhiễu được cải thiện để hạn chế tốt hơn thời gian của các sự kiện trong lịch sử hệ mặt trời.
“Chúng tôi đang thu nhỏ các thành phần CODEX để sử dụng trên thực địa trong nhiệm vụ đổ bộ lên Mặt trăng hoặc Sao Hỏa”, Anderson nói. “Phát triển các laser nhỏ gọn có năng lượng xung tương đương với những gì chúng ta hiện đang yêu cầu là một thách thức đáng kể, mặc dù năm trong số bảy đã được thu nhỏ thành công. Những laser này có tốc độ lặp lại 10 kHz, cho phép thiết bị thu được dữ liệu nhanh hơn 500 lần hơn thiết kế kỹ thuật hiện tại. “
Máy quang phổ khối CODEX, nguồn cung cấp năng lượng và thiết bị điện tử thời gian đã đủ nhỏ để chiếu sáng không gian. Các thành phần thiết bị đang được tăng cường để cải thiện độ chắc chắn, ổn định nhiệt, chống bức xạ và hiệu quả năng lượng để chịu đựng sự phóng và các hoạt động tự trị mở rộng trong môi trường ngoài hành tinh.
Nhắm mục tiêu vào một số nhiệm vụ trong tương lai, SwRI đang phát triển hai phiên bản của thiết bị, CODEX, được thiết kế cho Sao Hỏa và có thể đo các chất hữu cơ và CDEX, được thiết kế cho Mặt trăng và không cần đo các chất hữu cơ. Các khái niệm về công cụ hành tinh của NASA cho sự tiến bộ của các quan sát hệ mặt trời (PICASSO) và sự trưởng thành của các công cụ cho khám phá hệ mặt trời (MatISSE) đang tài trợ cho việc phát triển công cụ, với sự hỗ trợ trước đó cho CODEX / CDEX từ Chương trình định nghĩa và phát triển công cụ hành tinh (PIDDP ).
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện nghiên cứu Tây Nam . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :