Рентгеноскопическая дифракция — один из самых точных методов минералогического анализа. Благодаря этому методу получается узнать именно минеральный состав, а не химический. Ведь, например, алмаз и графит, с точки зрения химии — идентичны, но различные условия формирования повлияли на строение кристаллической решетки, и радикально изменили свойства минерала. Цель Curiosity — как раз определить какие условия приводили к возникновению того или иного минерала, а значит узнать какие условия были на Марсе в древности.
17 октября или на 71 марсианский сол MSL Curiosity в третий раз зачерпнул песок, просеял в устройстве CHIMRA на манипуляторе, и засыпал небольшую щепотку в грунтоприемную воронку CheMin. Первые два ковша песка не пошли в дело из-за опасности попадания пластиковых фрагментов, отвалившихся от марсохода. (Фрагмент отвалился один, но светлый камешек, найденный во втором раскопе, привел к тому, что NASA решило перестраховаться, и сначала внимательно его рассмотреть).
CHIMRA просеивает только частички не более 150 микрон, но NASA не хотело полагаться на сито, поэтому просто набирало новый ковш грунта. Чтобы получить гарантированно местный образец, без инопланетных «добавок».
Видео, снятое еще на Земле, показывает как происходит процесс забора грунта.
После воронки CheMin, образец попал в круглую прозрачную ячейку диаметром 8 мм и толщиной 175 микрон. Эти ячейки располагаются на лепестках колеса прибора, которое револьверным принципом подает образцы на облучение рентгеновскими лучами.
Когда ячейка останавливается напротив источника излучения, она начинает вибрировать с частотой 2 тыс. колебаний в секунду. Благодаря этому, песок в ячейке приобретает свойства жидкости и начинает циркулировать внутри. Поэтому, под тонкий, как человеческий волос, луч попадает множество исследуемых частичек.
Процесс работы прибора изображен в демонстрационной анимации с 9:08
Эта технология разработана NASA и она позволила сократить размеры приборов рентгеновской дифракции от размера с два холодильника до куба со стороной в 25 см или вообще до чемоданчика. Теперь она используется геологами в полях, а так же нашла применение в фармацевтике.
Рентгеновская дифракция подразумевает преломление рентгеновских лучей в кристаллах минералов, и фиксирование этого преломления на фотоматрицу. На приборе CheMin размещена CCD матрица разрешением 600 на 600 пикселей.
Оптимальный режим ее работы требует температуры -60°С, поэтому исследование проводится ночью, когда прибор достигает требуемой температуры. Если будет теплее, то в показания матрицы будут вноситься шумы от генератора нейтронов прибора DAN.
Геологам уже известны дифракционные картины, которые рисуют те или иные кристаллы в подобных приборах, поэтому им осталось только получить фотографию с Марса, и определить, что же изучил марсоход. Фотография размещена в начале статьи. Результат первого исследования показал, что песок имеет характерное строение для вулканического грунта и содержит полевой шпат, пироксен и оливин. Фото земных образцов оливина:
Кстати, примерно такое же геологическое строение имел «Джейк Матиевич» — крупный камень с пристрастием изученный месяцем ранее. Кристаллическую структуру имела примерно половина исследуемых частичек песка, остальные имели аморфное строение и не оставили «отпечатков пальцев» на фотографии.
Практически такой же состав имеют и земные вулканические грунты, например у подножия горы Мауна-Кеа на Гавайях
Помимо основного минералогического исследования, Curiosity, продолжал уже привычную работу: снимал панорамы, расстреливал окружающие камни и песок лазером ChemCam.
У песчаной косы, названной Rocknest, марсоход стоит уже более трех недель.
Слева исходный цвет, справа баланс скорректирован NASA под земное освещение.
Но за то время, которое он там провел он снял множество панорам камерой Mast Cam Right.
К примеру фрагмент со следами Curiosity
Цвет не корректировался.
А это взгляд на Северо-Запад
Обычно Curiosity просто расстреливает лазером камни:
Но однажды он сильно заинтересовался необычной породой:
Он не просто ее расстрелял
Он снял его семью кадрами Mast Cam Right через разные цветовые фильтры, восемью кадрами ChemCam с разной глубиной резкости, так что удалось собрать картинку с высокой детализацией:
Фактически Curiosity сделал с ним всё, что только мог сделать на такой дистанции. Я уж заподозрил неладное: и форма камня странная: то ли на гигантского муравья похоже, то ли на торчащие ребра; и интерес NASA ненормальный… Но вроде бы они просто тренировались в создании трехмерных моделей
Хотя про химический состав пока не рассказали, но кажется обошлось без сенсаций. Там много причудливых камней.
