라만 레이저 분광계

Raman Laser Spectrometer
라만 레이저 분광계
연산자유럽 우주국
제조사스페인 우주생물학 센터(CSIC-INTA)
계기형라만 분광계
함수광물 구성
임무 기간≥ 7개월[1]
웹사이트ExoMars Rover Instrument Suite
호스트 우주선
우주선로잘린드 프랭클린 로버
연산자유럽 우주국
출시일자2022년[2] 8~10월
로켓프로톤-M/브리즈-M
발사장바이코누르

라만 레이저 분광계(RLS)는 유럽우주국(ESA) 로잘린드 프랭클린 탐사선에 탑재된 과학 탑재물의 일부인 소형 라만 분광계로 화성의 바이오시그너쳐와 바이오마커를 찾는 임무를 맡고 있다.[3]탐사선은 2022년 8~10월 발사돼 2023년 봄 화성에 착륙할 예정이다.[2]

라만 분광학은 물과 관련된 공정에 의해 생성된 광물 단계를 식별하기 위해 사용되는 매우 유용한 기술이다.[4][5][6]RLS는 생물학적 활동의 미네랄 제품과 지표를 확인함으로써 유기 화합물을 식별하고 미생물 생물을 찾는 데 도움을 줄 것이다.RLS는 다른 계측기가 획득한 것과 과학적으로 상호 관련될 지질학적, 광물학적 맥락 정보를 제공할 것이다.[7]

개요

RLS 매개변수/단위[8]
유형 라만 분광계
미사 2.4kg
전력 소비량 20W~30W
레이저 파장 532nm
표본의 일조도 02.4 - 8kW/cm
스펙트럼 범위 150-3800/cm−1
스펙트럼 분해능 6~8cm
스폿 사이즈 50 μm

라만 분광학은 어떤 유기화합물의 구성과 구조에 민감하게 반응하여 바이오마커의 결정적인 식별과 특성화를 위한 강력한 도구가 되고, 화성의 과거 미생물 생물의 잠재적 생물학적 특성에 대한 직접적인 정보를 제공한다.[4]또한 이 기구는 화성, 변성 및 퇴적 과정에 대한 일반적인 광물학 정보를 제공할 것이다.[4]

또한 RST는 적외선 분광계, MicrOomega-IR과 같은 다른 분광 및 영상 기기와 스펙트럼 정보를 상호 연관시킨다.[4]이것은 행성 탐사를 위해 배치되는 첫 번째 라만 분석기가 될 것이다.[7]로버의 첫 번째 버전은 페르난도 룰-페레즈와 실베스트르 모리스가 2003년에 선보였다.[7]RLS는 스페인, 프랑스, 독일, 영국 파트너가 통합된 유럽 컨소시엄에 의해 개발되고 있다.[7]주임 조사관은 스페인 우주생물학 센터의 페르난도 룰 페레즈다.[4]공동 조사자는 프랑스 옵서버스파이레네(LAOMP) 출신이다.[9]

세 가지 주요 구성 요소는 분광계 유닛, 제어 및 호기 유닛(파워 컨버터 포함), 광학 헤드다.[10]

원리 및 운영

RLS 기기는 분자를 식별할 수 있는 구조 지문을 제공한다.고체, 액체 또는 기체 상태에서 물질의 진동 모드를 분석하는 데 사용된다.[7]이 기술은 높은 진동 또는 회전 에너지 수준으로 흥분한 분자에 의한 광자의 라만 산포에 의존한다.좀 더 자세히 설명하면, 찌그러진 화성 암석 표본에서 레이저가 방출하는 산란 광선을 수집하고 분석할 것이다; 관측된 스펙트럼(피크의 수, 위치 및 상대 강도)은 화합물의 분자 구조와 구성에 의해 결정되어 표본 내 화합물의 식별과 특성화가 가능하다.[4]

다른 분석기에 비해 RLS의 몇 가지 장점은 비파괴성이며, 분석은 단 1초 만에 완료되며, 스펙트럼 밴드는 물질의 결정적인 구성을 제공한다는 것이다.[7]RLS 측정은 그 결과로 부순 샘플 파우더에 대해 수행될 것이며 MOMA 분석기에 의한 추가 바이오마커 검색을 위한 유기 분자의 존재에 플래그를 지정하는 데 유용한 도구가 될 것이다.[citation needed]

프로세서 보드는 Raman 분광계 제어, 스펙트럼 작동, 데이터 저장 및 로버와의 통신을 위한 몇 가지 주요 기능을 수행한다.완제품은 2.4 kg(5.29 lb)의 질량을 가지며 작동 중 약 30 W를 소비한다.[4][7][8]

목표

RLS의 목표는 화성 표면 아래 2m 지점에서 채취한 시료를 로잘린드 프랭클린 로버 코어 드릴로 분석하여 화성에서 전생물의 흔적을 찾는 것이다.RLS의 과학 목표는 다음과 같다.[7]

  1. 유기 화합물을 식별하고 생명체를 찾아라.[11]
  2. 미네랄 제품 및 생물학적 활동 지표를 확인한다.[11]
  3. 물과 관련된 공정에 의해 생성된 광물 단계를 특성화한다.
  4. 화성 광물과 그 변질 제품을 특징짓는다.
  5. 수심/지화학 환경을 얕은 지표면의 깊이 함수로 특성화한다.

참고 항목

참조

  1. ^ Vago, Jorge L.; et al. (July 2017). "Habitability on Early Mars and the Search for Biosignatures with the ExoMars Rover". Astrobiology. 17 (6–7): 471–510. Bibcode:2017AsBio..17..471V. doi:10.1089/ast.2016.1533. PMC 5685153. PMID 31067287.
  2. ^ a b "N° 6–2020: ExoMars to take off for the Red Planet in 2022" (Press release). ESA. 12 March 2020. Retrieved 12 March 2020.
  3. ^ Howell, Elizabeth (July 24, 2018). "ExoMars: Searching for Life on Mars". Space.com. Retrieved March 13, 2020.
  4. ^ a b c d e f g "The ExoMars Rover Instrument Suite: RLS - Raman Spectrometer". European Space Agency. 3 April 2013.
  5. ^ Popp, J.; Schmitt, M. (2006). "Raman spectroscopy breaking terrestrial barriers!". Journal of Raman Spectroscopy. 35 (6): 18–21. Bibcode:2004JRSp...35..429P. doi:10.1002/jrs.1198.
  6. ^ Rull Pérez, Fernando; Martinez-Frias, Jesus (2006). "Raman spectroscopy goes to Mars" (PDF). Spectroscopy Europe. 18 (1): 18–21.
  7. ^ a b c d e f g h ExoMars Rover 화성 미션의 Raman Laser Spectometer.Fernando Rull, Sylvestre Maurice, Ian Hutchinson, Andoni Moral, Carlos Perez, Carlos Diaz, Maria Colombo, Tomas Belenguer, Guillermo Lopez-Reyes, Antonio Sansano, Olivier Forni, Yann Parot, Nicolas Striebig, Simon Woodward, Chris Howe, Nicolau Tarcea, Pablo Rodriguez, Laura Seoane, Amaia Santiago, Jose A.로드리게스-프리에토, 제수스 메디나, 팔로마 갈레고, 로사리오 칸찰, 필라르 산타마리아, 곤살로 라모스, 호르헤 L.바고, 그리고 RLS 팀을 대표한다.Astrobiology, 2017년 7월 1일 17(6-7) 페이지 627-654. doi:10.1089/ast.2016.1567
  8. ^ a b 2020년 엑소마스 임무용 라만 레이저 펙트미터 엔지니어링 및 인증 모델 기능 및 향후 활동(PDF).A. G. 모랄라, F. 럴, S. 모리스, 나.Hutchinson, C.P. Canora, L. Seoane, R. Canchal, P. Gallego, G. Ramos, J.A.R. Prieto, A. Santiago, P. Santamaría, M. Colombo, T. Belenguer, G. López, C.퀸타나, J. 자프라, A. 베로칼, C. 핀토르, J. 카브레로, J. 사이즈.제49회 달·행성과학회의 2018.LPI 기여.2083호.
  9. ^ "The ExoMars Rover Instrument Suite". exploration.esa.int. Retrieved 2018-07-22.
  10. ^ https://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2011/pdf/2400.pdf[bare URL PDF]
  11. ^ a b 화성에서의 초기 생물의 서명에 대한 탐색: 라만 분광법과 엑소마어 미션.하웰 GM 에드워즈, 이안 B허친슨, 리처드 잉글리, 닉 R.월텀, 사라 비어즐리, 숀 다우슨, 사이먼 우드워드.분광학 유럽.