Catégories
Espace et Galaxies

Des scientifiques démontrent la vitesse et la précision d'un dispositif de datation planétaire in situ

Des scientifiques démontrent la vitesse et la précision d'un dispositif de datation planétaire in situ

SwRI conçoit l'instrument CODEX pour utiliser des techniques de datation par radio-isotopes in situ afin de déterminer l'âge des roches sur d'autres planètes ou lunes. Avec des lasers Fiver et un spectromètre de masse, l'instrument de 20 pouces cube est conçu pour vaporiser de minuscules morceaux de roche et mesurer les éléments présents pour déterminer l'âge de la roche avec une précision jusque-là inégalée. Crédit: Tom Whitaker, Southwest Research Institute

Les scientifiques du Southwest Research Institute ont augmenté la vitesse et la précision d'un instrument à l'échelle du laboratoire pour déterminer l'âge des spécimens planétaires sur place. L'équipe miniaturise progressivement l'instrument CODEX (Chemistry, Organics and Dating Experiment) pour atteindre une taille adaptée aux vols spatiaux et aux missions d'atterrissage.


«Le vieillissement in situ est un objectif scientifique important identifié par le Decadal Survey du Conseil national de recherches du Canada pour Mars et la Lune ainsi que par les groupes d'analyse du programme d'exploration lunaire et martienne, entités chargées de fournir les données scientifiques nécessaires pour planifier et hiérarchiser les activités d'exploration». a déclaré le Dr F. Scott Anderson, scientifique du SwRI, qui dirige le développement du CODEX. "Faire cela sur place plutôt que d'essayer de renvoyer des échantillons sur Terre pour évaluation peut résoudre les dilemmes majeurs de la science planétaire, offre d'énormes économies de coûts et améliore les possibilités de retour éventuel des échantillons."

CODEX sera un peu plus grand qu'un micro-ondes et comprendra sept lasers et un spectromètre de masse. Les mesures in situ aborderont des questions fondamentales de l'histoire du système solaire, telles que le moment où Mars était potentiellement habitable. CODEX a une précision de ± 20-80 millions d'années, nettement plus précise que les méthodes de datation actuellement utilisées sur Mars, qui ont une précision de ± 350 millions d'années.

"CODEX utilise un laser d'ablation pour vaporiser une série de minuscules morceaux hors des échantillons de roche, tels que ceux à la surface de la Lune ou de Mars", a déclaré Anderson, qui est l'auteur principal d'un article du CODEX publié en 2020. "Nous reconnaissons certains éléments directement de ce panache de vapeur, nous savons donc de quoi est faite une roche. Ensuite, les autres lasers CODEX détectent et quantifient de manière sélective l'abondance de traces de rubidium radioactif (Rb) et de strontium (Sr). Un isotope de désintégration de Rb en Sr sur des quantités de temps connues, donc en mesurant à la fois Rb et Sr, nous pouvons déterminer combien de temps s'est écoulé depuis la formation de la roche. "

Alors que la radioactivité est une technique standard pour dater des échantillons sur Terre, peu d'autres endroits du système solaire ont été datés de cette façon. Au lieu de cela, les scientifiques ont largement limité la chronologie du système solaire interne en comptant les cratères d'impact sur les surfaces planétaires.

"L'idée derrière la datation des cratères est simple; plus il y a de cratères, plus la surface est ancienne", explique le Dr Jonathan Levine, physicien à l'Université Colgate, qui fait partie de l'équipe dirigée par le SwRI. "C'est un peu comme dire qu'une personne devient plus humide plus longtemps qu'elle se tient debout sous la pluie. C'est sans aucun doute vrai. Mais comme pour la pluie qui tombe, nous ne savons pas vraiment à quelle vitesse les météorites sont tombées du ciel." C'est pourquoi la datation des radio-isotopes est si importante. La désintégration radioactive est une horloge qui tourne à un rythme connu. Ces techniques déterminent avec précision l'âge des roches et des minéraux, permettant aux scientifiques de dater des événements tels que la cristallisation, le métamorphisme et les impacts. "

La dernière itération de CODEX est cinq fois plus sensible que sa précédente incarnation. Cette précision a été largement obtenue en modifiant la distance de l'échantillon de l'instrument pour améliorer la qualité des données. L'instrument comprend également un laser pulsé ultrarapide et des rapports signal / bruit améliorés pour mieux limiter la synchronisation des événements dans l'histoire du système solaire.

"Nous miniaturisons les composants du CODEX pour une utilisation sur le terrain lors d'une mission d'atterrisseur sur la Lune ou sur Mars", a déclaré Anderson. "Développer des lasers compacts avec des énergies d'impulsions comparables à ce dont nous avons besoin actuellement est un défi considérable, bien que cinq des sept aient été miniaturisés avec succès. Ces lasers ont un taux de répétition de 10 kHz, ce qui permettra à l'instrument d'acquérir des données 500 fois plus rapidement. que la conception technique actuelle. "

Le spectromètre de masse CODEX, les alimentations et l'électronique de chronométrage sont déjà suffisamment petits pour le vol spatial. Les composants de l'instrument sont améliorés pour améliorer la robustesse, la stabilité thermique, la résistance aux radiations et l'efficacité énergétique pour supporter le lancement et les opérations autonomes étendues dans des environnements étrangers.

Ciblant plusieurs missions futures, SwRI développe deux versions de l'instrument, CODEX, qui est conçu pour Mars et peut mesurer les matières organiques, et CDEX, qui est conçu pour la Lune, et n'a pas besoin de mesurer les matières organiques. Les programmes d'instruments planétaires de la NASA pour l'avancement des observations du système solaire (PICASSO) et la maturation des instruments pour l'exploration des systèmes solaires (MatISSE) financent le développement de l'instrument, avec un soutien antérieur pour CODEX / CDEX du Programme de définition et de développement des instruments planétaires (PIDDP) ).

L'article intitulé "Datation d'une météorite martienne avec une précision de 20 Ma à l'aide d'un prototype de datation in situ" a été publié dans Sciences planétaires et spatiales le 15 juin 2020.


La NASA finance un instrument SwRI pour dater la lune et les roches de Mars


Plus d'information:
F. Scott Anderson et al, Datation d'une météorite martienne avec une précision de 20 Myr à l'aide d'un prototype d'instrument de datation in situ, Sciences planétaires et spatiales (2020). DOI: 10.1016 / j.pss.2020.105007

Fourni par
Institut de recherche du Sud-Ouest

Citation:
Des scientifiques démontrent la vitesse et la précision d'un dispositif de datation planétaire in situ (2020, 29 juin)
récupéré le 29 juin 2020
depuis https://phys.org/news/2020-06-scientists-precision-situ-planetary-dating.html

Ce document est soumis au droit d'auteur. Hormis toute utilisation équitable aux fins d'études ou de recherches privées, aucun
une partie peut être reproduite sans la permission écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *