Комплексная минералогия на Красной планете: первые измерения дифракции рентгеновских лучей на Марсе

После размещения марсоход Curiosity начал полевые исследования на пути к Эолис Монс (также неофициально известный как гора Шарп), центральной вершине кратера. Curiosity проехал более 9,4 км, и во время восхождения на гору Curiosity начал брать пробы с нижних склонов горы.CheMin — один из десяти инструментов внутри или внутри Curiosity, все они предназначены для предоставления подробной информации о камнях, почвах и атмосфере.

CheMin на самом деле представляет собой миниатюрный прибор для дифракции рентгеновских лучей / рентгеновской флуоресценции (XRD / XRF) размером примерно с обувную коробку, в котором используется геометрия пропускания с различающим энергию детектором CCD для получения беспрецедентных результатов в довольно сложных условиях.На данный момент CheMin проанализировал пять образцов, а именно образец почвы, три образца, пробуренные из аргиллитов, и образец, пробуренный из песчаника. Анализ Ритвельда и полный спектр данных XRD выявили сложную минералогию, в которую вносят вклад материнские магматические породы, аморфные компоненты и несколько минералов, относящихся к водным изменениям, например глинистые минералы и гидратированные сульфаты. Помимо количественной минералогии, уточнения Ритвельда также предоставляют параметры элементарной ячейки для основных фаз, которые можно использовать для вывода химического состава отдельных минералов и, по разнице, состава аморфного компонента.

По совпадению, первый рентгеновский анализ CheMin на Марсе совпал с 100-летием открытия рентгеновской дифрактометрии фон Лауэ.На данный момент CheMin предоставил отличные дифракционные данные, во многих отношениях сопоставимые с данными, доступными на Земле. Это удалось, несмотря на то, что некоторые аспекты прибора, в частности его небольшой размер, ограничивают качество данных XRD.

Однако эти ограничения могут быть устранены путем изменения геометрии инструмента. Одной из наиболее значительных проблем, ограничивающих удаленную работу, является требование рентгеновской дифракции порошка тонко измельченного образца. CheMin в значительной степени преодолевает эту трудность за счет использования своего уникального устройства для вибрации образцов.

Полученные к настоящему времени данные уже предоставили новое понимание процессов на Марсе, и прибор обещает предоставить данные, которые ответят на многочисленные вопросы и проливают дополнительный свет на историю кратера Гейла.Уже ведутся работы по созданию модернизированного прибора с изменением геометрии отражения.

В сочетании с усовершенствованием интерфейса программного обеспечения для обработки данных мы можем увидеть будущие улучшения в бесконтактном дифракционном анализе поверхностей планетных тел.