美国宇航局的新火星漫游者将使用x射线寻找古代微生物留下的化学指纹

美国宇航局的“毅力”火星探测器使用PIXL

在这张图中,美国宇航局的“毅力”号火星探测器使用了x射线岩石化学行星仪器(PIXL)。yabovip2021x射线光谱仪位于探测车机械臂末端的炮塔上,将有助于在岩石中寻找古代微生物生命的迹象。来源:美国国家航空航天局/姓名

PIXL是“毅力”号探测车手臂末端的一个仪器,它将搜寻古代微生物留下的化学指纹。

美国宇航局s火星2020毅力流动站一个具有挑战性的道路前进:具有过惨痛的进入,下降和着陆阶段的任务对2021年2月18日,以使其后,将开始从数十亿年前寻找微观生活的痕迹。这就是为什么它的包装PIXL,精密X射线设备搭载人工智能(AI)。

短为行星仪透视岩石化学,PIXL是位于上恒久的7英尺长(2米长)机器人臂的端部的午餐盒尺寸仪yabovip2021器。流动站的最重要的样本将通过在手臂的末端取芯钻头进行收集,然后在金属管藏毅力将沉积在表面上通过未来的使命返回地球。

从海盗号着陆器到好奇号漫游者,几乎每一个成功登陆火星的任务都包含某种x射线荧光光谱仪。PIXL与前辈的一个主要不同之处在于,它能够使用强大的、精确聚焦的x射线束扫描岩石,以发现化学物质分布在岩石表面的位置和数量。

“PIXL的x射线束非常窄,它可以精确地定位微小的特征。这使我们能够非常准确地将我们检测到的化学物质与岩石中的特定纹理联系起来,”PIXL的首席研究员阿比盖尔·奥尔伍德(Abigail Allwood)说。

决定哪些样本值得返回地球时,岩石的纹理将成为一个重要的线索。我们这个星球上,独特扭曲的岩石称为叠层石细菌的古层制成,并他们是古化石的生活只是一个例子科学家们正在寻找的。

PIXL光二极管

PIXL需要其岩石目标的照片来自主定位。当仪器在夜间工作时,发光二极管围绕着它的开口,为岩石目标拍照。PIXL使用人工智能,依靠图像来确定它离要扫描的目标有多远。来源:美国国家航空航天局/姓名

人工智能夜猫子

为了帮助您找到最好的目标,PIXL依赖于更比单独一个精密X射线束。它还需要一个六足 - 拥有6个机械腿连接PIXL机器人手臂,并通过人工智能引导得到最准确的目标设备。流动站的手臂被放置在靠近一个有趣的岩石后,PIXL使用相机和激光来计算它的距离。然后将这些腿使微小的动作 - 的仅有100微米的量级上,或约人类头发的宽度的两倍 - 因此设备可以扫描所述目标,映射所述化学品邮票大小的区域内找到。

PIXL六足

这个装置有六个机械腿,是美国宇航局“毅力”号火星探测器上PIXL仪器的关键部分。这个六足机器人可以让PIXL做出缓慢而精确的移动,以接近并指向岩石表面的特定部分。这张GIF已经大大加快了速度,以展示六足动物是如何移动的。来源:美国国家航空航天局/姓名

奥尔伍德说:“这种六足动物可以自己找到指向岩石的方法,并将腿伸向岩石目标。”“它有点像一个小机器人,在探测车的手臂末端安家落户。”

然后在倾斜100微米之前,PIXL在10秒内测量岩石上单个点的x射线爆发,并进行另一项测量。为了制作一张邮票大小的化学图,它可能需要在长达八到九个小时的过程中重复数千次。

这段时间正是PIXL的微小调整如此关键的部分原因:火星上的温度变化超过100度华氏温度(38度摄氏),导致恒心机器人手臂上的金属膨胀和收缩多达半英寸(13毫米)。为了尽量减少PIXL必须应对的热收缩,该仪器将在太阳下山后进行科学研究。

“PIXL是个夜猫子,”奥尔伍德说。“温度是在夜间更稳定,这也让我们在时,有流动站少活动的时间工作。”

喷气推进实验室PIXL测试

PIXL在NASA喷气推进实验室的测试中打开了防尘罩。PIXL是美国宇航局“毅力”号火星漫游者上的七个仪器之一,它位于漫游者机械臂的末端。来源:美国国家航空航天局/姓名

X射线艺术与科学

很久以前,X射线荧光得到了火星,它被用来由地质学家和冶金识别材料。它最终成为了发现画的起源或检测假冒标准的博物馆技术。

“如果你知道艺术家通常使用一种具有重金属独特化学特征的钛白色,这一证据可能有助于鉴定一幅画,”PIXL团队的x射线荧光专家克里斯·海尔维格(Chris Heirwegh)说JPL.。“或者你可以决定是否有一种特殊的涂料起源​​于意大利,而不是法国,它的时间周期链接到一个特定的艺术团体。”

对于天体生物学家来说,x射线荧光是一种解读远古时代遗留下来的故事的方法。奥尔伍德用它来确定在她的祖国澳大利亚发现的叠层石是地球上最古老的微生物化石,可以追溯到35亿年前。用PIXL绘制出岩石纹理中的化学yabovip2021成分,将为科学家解释样本是否可能是微生物化石提供线索。

更多关于使命

“毅力”号火星任务的一个关键目标是天体生物学,包括寻找古代微生物生命的迹象。yabo124火星车还将描绘火星的气候和地质特征,为人类探索这颗红色星球铺平道路,并成为第一个收集和储存火星岩石和风化层(破碎的岩石和灰尘)的行星任务。美国国家航空航天局目前正在考虑与欧洲航天局合作的后续任务,将向火星发射航天器,从火星表面收集这些储存的样本,并将它们返回地球进行深入分析。

火星2020的使命是一个更大的计划,包括月球飞行任务,以此来对这个红色星球的人类探索做准备的一部分。与2024宇航员重返月球带电,NASA将通过NASA的阿尔忒弥斯探月计划建立在月球和周围持续存在的人在2028年。

喷气推进实验室由位于加州帕萨迪纳市的加州理工学院负责管理,负责建造和管理“毅力”号和“好奇号”探测车的运行。

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