Los científicos del Southwest Research Institute han aumentado la velocidad y la precisión de un instrumento a escala de laboratorio para determinar la edad de las muestras planetarias en el sitio. El equipo está miniaturizando progresivamente el instrumento de Química, Orgánica y Experimento de Datación CODEX para alcanzar un tamaño adecuado para el vuelo espacialy misiones de aterrizaje.
"El envejecimiento in situ es un objetivo científico importante identificado por el Estudio Decadal del Consejo Nacional de Investigación para Marte y la Luna, así como por los Grupos de Análisis del Programa de Exploración Lunar y Marte, entidades responsables de proporcionar el aporte científico necesario para planificar y priorizar las actividades de exploración", dijo el Dr. F. Scott Anderson, científico del equipo de SwRI, quien lidera el desarrollo de CODEX." Hacer esto en el sitio en lugar de intentar devolver las muestras a la Tierra para su evaluación puede resolver los principales dilemas de la ciencia planetaria, ofrece enormes ahorros de costos y aumenta las oportunidadespara eventual devolución de muestra "
CODEX será un poco más grande que un microondas e incluirá siete láseres y un espectrómetro de masas. Las mediciones in situ abordarán cuestiones fundamentales de la historia del sistema solar, como cuándo Marte era potencialmente habitable. CODEX tiene una precisión de ± 20-80 millonesaños, significativamente más preciso que los métodos de datación actualmente en uso en Marte, que tienen una precisión de ± 350 millones de años.
"CODEX utiliza un láser de ablación para vaporizar una serie de pequeños fragmentos de muestras de rocas, como las de la superficie de la Luna o Marte", dijo Anderson, quien es el autor principal de un artículo de CODEX publicado en 2020 ".Reconocemos algunos elementos directamente de ese penacho de vapor, por lo que sabemos de qué está hecha una roca. Luego, los otros láseres CODEX seleccionan y cuantifican selectivamente la abundancia de trazas de rubidio radiactivo Rb y estroncio Sr.Rb se descompone en Sr en cantidades de tiempo conocidas, por lo que al medir tanto Rb como Sr, podemos determinar cuánto tiempo ha pasado desde que se formó la roca ".
Si bien la radioactividad es una técnica estándar para fechar muestras en la Tierra, pocos otros lugares en el sistema solar han sido fechados de esta manera. En cambio, los científicos han restringido en gran medida la cronología del sistema solar interno al contar los cráteres de impacto en las superficies planetarias.
"La idea detrás de la datación de cráteres es simple; cuantos más cráteres, más antigua es la superficie", dice el Dr. Jonathan Levine, físico de la Universidad de Colgate, que forma parte del equipo dirigido por SwRI. "Es un poco como decir queuna persona se moja cuanto más tiempo ha estado bajo la lluvia. Es indudablemente cierto. Pero al igual que con la lluvia que cae, no sabemos realmente a qué velocidad han caído los meteoritos del cielo. Es por eso que la datación por radioisótopos es tan importante. La desintegración radiactiva es un reloj que funciona a una velocidad conocida. Estas técnicas determinan con precisión las edades de las rocas y minerales, lo que permite a los científicos fechar eventos como la cristalización, el metamorfismo y los impactos ".
La última iteración de CODEX es cinco veces más sensible que su encarnación anterior. Esta precisión se logró en gran medida modificando la distancia de la muestra del instrumento para mejorar la calidad de los datos. El instrumento también incluye un láser pulsado ultrarrápido y una señal mejoradarelaciones de ruido para restringir mejor el momento de los eventos en la historia del sistema solar.
"Estamos miniaturizando los componentes CODEX para uso en campo en una misión de aterrizaje a la Luna o Marte", dijo Anderson. "Desarrollar láseres compactos con energías de pulso comparables con lo que actualmente requerimos es un desafío considerable, aunque cinco de los sietese han miniaturizado con éxito. Estos láseres tienen una frecuencia de repetición de 10 kHz, lo que permitirá que el instrumento adquiera datos 500 veces más rápido que el diseño de ingeniería actual ".
El espectrómetro de masas CODEX, las fuentes de alimentación y la electrónica de temporización ya son lo suficientemente pequeños para el vuelo espacial. Los componentes del instrumento se están mejorando para mejorar la robustez, la estabilidad térmica, la resistencia a la radiación y la eficiencia energética para soportar el lanzamiento y las operaciones autónomas extendidas en entornos extraños.
Dirigido a varias misiones futuras, SwRI está desarrollando dos versiones del instrumento, CODEX, que está diseñado para Marte y puede medir orgánicos, y CDEX, que está diseñado para la Luna, y no necesita medir orgánicos. Conceptos de instrumentos planetarios de la NASA.Los programas para el Avance de las Observaciones del Sistema Solar PICASSO y la Maduración de Instrumentos para la Exploración del Sistema Solar MatISSE están financiando el desarrollo del instrumento, con apoyo previo para CODEX / CDEX del Programa de Definición y Desarrollo de Instrumentos Planetarios PIDDP.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación del Sudoeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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