化學與礦物分析儀

化學與礦物分析儀
	化學分析儀樣本入口
運營方	美國宇航局
製造商	艾姆斯研究中心
設備類型	X射線衍射
功能	表面成分分析
任務期間	2011年11月26日-至今
開始	2012年10月17日
航天器
航天器	好奇號火星車
運營方	美國宇航局
發射日期	2011年11月26日
火箭	阿特拉斯V 541 (AV-028)
發射地點	卡納維拉爾角空軍基地41號航天發射台
國際衛星標識符	2011-070A

化學與礦物分析儀（Chemistry and Mineralogy）英文縮寫為「CheMin」，是一台安裝在「好奇號」漫遊車內部的儀器，目前它正在探索火星上蓋爾撞擊坑表面^[1]^[2]^[3]。美國宇航局艾姆斯研究中心的大衛·布萊克(David Blake)是該設備的首席研究員^[1]。

化學與礦物分析儀識別並測量由探測車機械手臂送入的岩石和土壤中的礦物，通過測定岩石和土壤中的礦物，來評估水在它們形成、沉積或蝕變過程中所起的作用^[2]。此外，化學與礦物分析儀數據有助於搜尋潛在的生命印跡礦物、生命能源或過去宜居環境的指標^[1]^[2]。

「好奇號」火星探測車上的化學與礦物分析儀曾獲得2013年美國宇航局政府年度發明獎^[4]。

描述

作為美國宇航局艾姆斯研究中心]75周年紀念活動的一部分，公開展示在加州山景城市中心。

首張火星土壤 X射線衍射圖-2012年10月17日，好奇號漫遊車的化學與礦物分析儀在「石巢的分析，顯示了土壤中的長石、輝石、橄欖石及更多礦物^[5]。

化學與礦物分析儀是一台X射線粉末衍射儀，也具有X射線熒光功能^[2]，它不需要使用液體試劑，而是使用微焦距鈷 X射線管、可轉動樣品盤和能量分辨型X射線敏感CCD，從粉末樣本中同時產生二維X射線衍射圖和能量色散直方圖 ^[2]。為減少數據量，原始CCD幀直接在火星車上進行數據化處理，生成的數據將被發送回地球作進一步的處理分析^[1]。

在操作中，準直X射線源產生並引導光束穿過含有粉末材料的樣品托盤。CCD（電荷耦合器件）成像器位於樣本與光源的另一側，可直接檢測樣本衍射的X射線或熒光。CCD可測量每個光子產生的電荷，從而測定其能量。探測器接收發出的衍射X射線並通過能量識別產生出構成樣本衍射圖案的二維圖像，晶體和非晶材料都可用這種方式進行分析^[2]。

最多可將65毫米³的樣本材料送至穿過火星車艙板的振動漏斗系統，儘管只需約10毫米³的材料即可裝滿直徑為8毫米、厚度175微米的圓形透明托盤。漏斗包含一張限定粒徑大小的1毫米粗網眼篩網，五個永久性樣本盤裝有用來校準的單一礦物或合成陶瓷。每次分析可能需要長達10個小時，分次在兩個或更多個火星夜晚進行^[1]。

特點

容量：化學與礦物分析儀計劃分析多達74個乾燥樣本，但它能夠分析更多的干樣品。它的樣品盤可清空重複使用，由此造成的交叉污染預計小於5%，但該分析儀不具備儲存已分析的樣品以備再次分析的能力；
探測範圍：能夠檢測3%及以上水平的單種礦物；
準確性：對濃度達到12%及以上的礦物，化學與礦物分析儀能反映所存在的絕對量上下不超過1.5%；
精度：10%^[1]^[2]。

時間表

2012年10月17日，在「石巢」進行了火星土壤的首次X射線衍射分析，結果顯示存在長石、輝石和橄欖石等多種礦物，並表明樣本中的土壤類似於夏威夷火山的「風化玄武岩土壤^[5]。自1998年以來，夏威夷火山渣錐的火山灰已被開採製作供研究人員使用的火星表土模擬物^[6]^[7]。

典型數值

「好奇號」火星車-泥岩礦物成分-2013年至2016年在火星上（化學與礦物分析儀；2016年12月13日）^[8]

另請查看

熱釋氣分析儀 (鳳凰號登陸器)
尤里儀

參考文獻

^ ^1.0 ^1.1 ^1.2 ^1.3 ^1.4 ^1.5 NASA Ames Research Center, David Blake. MSL Science Corner - Chemistry & Mineralogy (CheMin). 2011 [2012-08-24]. （原始內容存檔於2009-03-20）.
^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 ^2.4 ^2.5 ^2.6 The MSL Project Science Office. Mars Science Laboratory Participating Scientists Program - Proposal Information Package. (PDF). JPL - NASA. Washington University. December 14, 2010 [2012-08-24]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-11-07）.
^ Sarrazin, P.; Blake D.; Feldman S.; Chipera S.; Vaniman D.; Bish D. FIELD DEPLOYMENT OF A PORTABLE XRD/XRF INSTRUMENT ON MARS ANALOG TERRAIN (PDF). Advances in X-ray Analysis. [2012-08-24]. （原始內容 (PDF)存檔於2013-05-12）. International Centre for Diffraction Data 2005
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外部連結

維基共享資源上的相關多媒體資源：化學與礦物分析儀

[SciCorner-1] 1.0 ^1.1 ^1.2 ^1.3 ^1.4 ^1.5 NASA Ames Research Center, David Blake. MSL Science Corner - Chemistry & Mineralogy (CheMin). 2011 [2012-08-24]. （原始內容存檔於2009-03-20）.

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[Field_deployment-3] Sarrazin, P.; Blake D.; Feldman S.; Chipera S.; Vaniman D.; Bish D. FIELD DEPLOYMENT OF A PORTABLE XRD/XRF INSTRUMENT ON MARS ANALOG TERRAIN (PDF). Advances in X-ray Analysis. [2012-08-24]. （原始內容 (PDF)存檔於2013-05-12）. International Centre for Diffraction Data 2005

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[6] L. W. Beegle; G. H. Peters; G. S. Mungas; G. H. Bearman; J. A. Smith; R. C. Anderson. Mojave Martian Simulant: A New Martian Soil Simulant (PDF). Lunar and Planetary Institute. 2007 [28 April 2014]. （原始內容存檔 (PDF)於2016-03-03）.

[7] Allen, C. C.; Morris, R. V.; Lindstrom, D. J.; Lindstrom, M. M.; Lockwood, J. P. JSC Mars-1: Martian regolith simulant (PDF). Lunar and Planetary Institute. March 1997 [17 March 2021]. （原始內容存檔 (PDF)於2008-08-27）.

[NASA-20161213b-8] Staff. PIA21146: Mudstone Mineralogy from Curiosity's CheMin, 2013 to 2016. NASA. December 13, 2016 [December 16, 2016]. （原始內容存檔於2021-10-26）.

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