CODEX dirancang untuk menentukan usia batuan di Mars, Bulan tanpa harus mengembalikan sampel – Sains Terkini

Ilmuwan Southwest Research Institute telah meningkatkan kecepatan dan akurasi instrumen skala laboratorium untuk menentukan usia spesimen planet di tempat. Tim ini semakin miniatur instrumen Chemistry, Organics and Dating Experiment (CODEX) untuk mencapai ukuran yang cocok untuk misi luar angkasa dan pendarat.

"Penuaan in situ adalah tujuan ilmiah penting yang diidentifikasi oleh Decadal Survey Dewan Penelitian Nasional untuk Mars dan Bulan serta Kelompok Analisis Program Eksplorasi Bulan dan Mars, entitas yang bertanggung jawab untuk menyediakan input ilmiah yang diperlukan untuk merencanakan dan memprioritaskan kegiatan eksplorasi," kata Staf Ilmuwan SwRI, Dr. F. Scott Anderson, yang memimpin pengembangan CODEX. "Melakukan ini di tempat daripada mencoba mengembalikan sampel kembali ke Bumi untuk dievaluasi dapat menyelesaikan dilema besar dalam ilmu keplanetan, menawarkan penghematan biaya yang luar biasa dan meningkatkan peluang untuk pengembalian sampel pada akhirnya."


CODEX akan sedikit lebih besar dari microwave dan termasuk tujuh laser dan spektrometer massa. Pengukuran in situ akan menjawab pertanyaan mendasar tentang sejarah tata surya, seperti kapan Mars berpotensi dihuni. CODEX memiliki ketelitian ± 20-80 juta tahun, jauh lebih akurat daripada metode penanggalan yang saat ini digunakan di Mars, yang memiliki ketepatan ± 350 juta tahun.

"CODEX menggunakan laser ablasi untuk menguapkan serangkaian potongan kecil dari sampel batuan, seperti yang ada di permukaan Bulan atau Mars," kata Anderson, yang merupakan penulis utama makalah CODEX yang diterbitkan pada tahun 2020. "Kami mengakui beberapa elemen langsung dari membanggakan uap, jadi kita tahu apa yang terbuat dari batu. Kemudian laser CODEX lainnya secara selektif memilih dan menghitung banyaknya jejak jumlah radioaktif rubidium (Rb) dan strontium (Sr) .Isotop Rb meluruh ke Sr atas jumlah waktu yang diketahui, jadi dengan mengukur Rb dan Sr, kita dapat menentukan berapa banyak waktu yang telah berlalu sejak batu terbentuk. "

Sementara radioaktivitas adalah teknik standar untuk menentukan tanggal sampel di Bumi, beberapa tempat lain di tata surya telah diberi tanggal dengan cara ini. Sebaliknya, para ilmuwan telah membatasi kronologi tata surya bagian dalam dengan menghitung kawah tumbukan pada permukaan planet.

"Gagasan di balik kencan kawah itu sederhana; semakin banyak kawah, semakin tua permukaannya," kata Dr. Jonathan Levine, seorang ahli fisika di Universitas Colgate, yang merupakan bagian dari tim yang dipimpin SwRI. "Ini sedikit seperti mengatakan bahwa seseorang menjadi semakin basah semakin lama mereka berdiri di tengah hujan. Tidak diragukan lagi itu benar. Tetapi seperti halnya hujan yang turun, kita tidak benar-benar mengetahui tingkat penurunan meteorit dari langit. Itulah sebabnya penanggalan radioisotop sangat penting. Peluruhan radioaktif adalah jam yang bergerak cepat. Teknik-teknik ini secara akurat menentukan usia batuan dan mineral, memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan waktu peristiwa seperti kristalisasi, metamorfisme, dan dampak. "

Iterasi terbaru dari CODEX lima kali lebih sensitif daripada inkarnasi sebelumnya. Ketepatan ini sebagian besar dicapai dengan memodifikasi jarak sampel dari instrumen untuk meningkatkan kualitas data. Instrumen ini juga mencakup laser berdenyut sangat cepat dan rasio sinyal-ke-noise yang ditingkatkan untuk lebih membatasi waktu kejadian dalam sejarah tata surya.

"Kami sedang miniatur komponen CODEX untuk digunakan di lapangan pada misi pendaratan ke Bulan atau Mars," kata Anderson. "Mengembangkan laser kompak dengan energi pulsa yang sebanding dengan apa yang kita butuhkan saat ini adalah tantangan yang cukup besar, meskipun lima dari tujuh telah berhasil miniatur. Laser ini memiliki tingkat pengulangan 10 kHz, yang akan memungkinkan instrumen untuk memperoleh data 500 kali lebih cepat dari desain teknik saat ini. "


Spektrometer massa CODEX, catu daya, dan timing elektronik sudah cukup kecil untuk spaceflight. Komponen instrumen sedang ditingkatkan untuk meningkatkan kekasaran, stabilitas termal, ketahanan radiasi dan efisiensi daya untuk menahan peluncuran dan operasi otonom yang diperpanjang di lingkungan alien.

Menargetkan beberapa misi di masa depan, SwRI sedang mengembangkan dua versi instrumen, CODEX, yang dirancang untuk Mars dan dapat mengukur organik, dan CDEX, yang dirancang untuk Bulan, dan tidak perlu mengukur organik. Konsep Instrumen Planet untuk Kemajuan Pengamatan Tata Surya (PICASSO) dan Pematangan Instrumen untuk Eksplorasi Tata Surya (MatISSE) mendanai pengembangan instrumen, dengan dukungan sebelumnya untuk CODEX / CDEX dari Program Definisi dan Pengembangan Instrumen Planet (PIDDP) ).

Referensi:

Material disediakan oleh Lembaga Penelitian Barat Daya. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.