一种用于研究太阳系的强大新型激光器

航空航天公司的激光和电子专家正在开发一种新技术,这种技术可以被发送玩必威棋到月球和太阳系的行星上,通过分析收集到的表面样品中的元素来确定它们的年龄。
火星表面

在近1.4亿英里外的火星上,美国宇航局的“好奇号”漫游者正在寻找生命,并测量这颗红色星球的年龄和构成。探索我们的行星邻居的第四辆漫游者使用激光光谱法分析表面发现的元素,通过向一个样品发射激光并研究撞击释放的气体。

激光和电子光子技术部门的专家和xLab /电气和软件工程系航空航天公司的建立和成熟的新型激光技术使候选人工具被送往月球和行星在太阳系,并确定他们的年龄从一个表面元素分析收集到的样本。玩必威棋

在实验室中测试的电离激光器。
实验室测试中的电离激光。

这种航空航天技术为化学数据实验(CDEX)仪器等仪器铺平了道路。这个装置大约有一个立方体大小,侧面40英寸,包含9个激光器,一个质谱仪,以及收集和处理表面样品的机制。该仪器的现场测量将解决太阳系内部撞击过程和地质年代学的基本问题,并可能支持寻找生物活动或支持生命的环境能力的证据。CDEX预计比目前使用的年代测定法更准确。

CDEX使用的年代测定法缩写为LARIMS——激光消融共振电离质谱法。

“该仪器有一个烧蚀激光器,两个专门的激光器分别用于制备锶、铷和铅;还有两个电离激光器,”电子与光子学实验室光子学技术部主任William Lotshaw解释说。

一旦定位到月球或行星上,该仪器就会从月球表面收集原始样本,为拉里姆的分析准备材料。烧蚀激光蒸发原料和专门的激光共振激发和电离锶、铷和铅原子。这种电离作用使原子失去了一个电子,使它带正电荷,从而可以用质谱仪来测量。然后质谱仪测量Rb、Sr和Pb的同位素,从而确定材料的年龄。

火星激光
美国宇航局火星探测器“好奇号”拍摄的一张照片显示,火星探测器向“好奇号”钻取的灰色尾矿发射激光,形成了一排小坑。(图片:NASA /姓名/ mss)

领导该项目的组织是位于科罗拉多州博尔德的西南研究所(SwRI),该研究所正在开发和优化该仪器,并监督仪器组件和子系统的技术成熟,为随后建立飞行载荷的活动做好准备。航空航天公司目前的合同是为SwRI的CDEX原型实验室开发9种激光器中的3种和激光控制单元。

Lotshaw说CDEX项目最初是2015年由美国宇航局资助的马蒂斯,和SwRI和航空的合作研究者们在NASA大理项目的后续建议航空将设计、构建和测试剩下的三激光和9-laser控制系统虽然SwRI持续集成,测试和仪器在实验室环境的优化。

由于未来资助时间和政府任务决定的不确定性,很难预测CDEX将何时登陆月球、火星或其他行星。但是,如果恒星排成一条直线,CDEX将大大提高人们对太阳系地理年代学的了解,并进一步扩大人类在其中的位置。