Curiositys SAM instrument.

Provanalys på Mars (SAM)
 Provanalysen på Mars undersökning, eller SAM, kommer använda en svit av tre analytiska verktyg inom Curiosity att studera kemi är relevant för livet. En viktig uppgift är att kontrollera för kol-baserade föreningar som på jorden är molekylära byggstenar i livet. Det kommer också att granska kemiska tillstånd av andra faktorer som är viktiga för livet och Det kommer att utvärdera förhållandet mellan olika atomvikter av vissaelement för ledtrådar om Planetary Change och pågående processer.SAM kommer att undersöka gaser från Mars atmosfär och gaser som ugnar och lösningsmedel dra från pulver berg och jord prover. Curiosity robotarm kommer att leverera de pulveriserade prover till ett av två inlopp trattar på rover däck. Atmosfäriska prov in genom filtrerad inloppsportar på den sida av strövaren.SAM: s analysverktyg passa in i en mikrovågsugn storlek box inuti den främre änden av strövaren. Även om det är den största av de 10 instrumenten på Curiosity, det packas tätt box rymmer instrumentering som skulle ta upp en god del av ett laboratorium rum på jorden. Ett fokus under utveckling var energieffektivitet. Till exempel, två ugnar kan värma pulver prover till ca 1000 grader Celsius utarbeta en maximal effekt på bara 40 watt. Mer än en 600 meter för kabeldragning är inne SAM. SAM kan upptäcka en svagare spår av organiska och identifiera ett bredare utbud av dem än alla instrument ännu inte skickat till Mars. Det kan också ge information om andra ingredienser av liv och ledtrådar till tidigare miljöer. 
Ett av SAM: s verktyg, en masspektrometer som de ses i många TV-brott att lösa laboratorier, identifierargaser från molekylvikten och elektrisk laddning av deras joniserade tillstånd. Det kommer att kontrollera flera element viktigt för livet som vi känner det, inklusive kväve, fosfor, svavel, syre, väte och kol.Ett verktyg, en avstämbar laser spektrometer, använder absorption av ljus vid specifika våglängder för att mäta koncentrationer av metan, koldioxid och vattenånga. Den identifierar också proportionerna av olika isotoper i dessa gaser. Isotoper är varianter av samma element med olika atomvikter, såsom kol-13 ochkol-12, eller syre-18 och syre-16. Förhållanden av isotoper kan vara underskrifter planetariska processer,till exempel hur Mars kan ha förlorat mycket av sin forna atmosfär.Sviten tredje analytiskt verktyg, en gaskromatograf, separerar olika gaser från en blandning för att underlätta identifiering. Den upptäcker organiska föreningar spännande en kapillär kolonn, och sedan matar de separerade fraktionerna till masspektrometer för en mer definitiv identifiering. SAM innefattar också ett system prov manipulering, och en kemisk separation och bearbetning laboratorium för att stödjade analytiska verktyg. Provet manipulering systemet manövrer 74 provkoppar, vardera ca en sjättedelav en tesked (0,78 kubikcentimeter) i volym. Den kemisk separation och behandling laboratoriet omfattarpumpar, slangar, bärargasen reservoarer, tryck bildskärmar, ugnar, monitorer och andra komponenter.Femtiotvå specialdesignade mikroventiler styra flödet av gas genom systemet. Två läskedryckesburkar-storlek vakuum pumparna roterar 100.000 gånger per minut för att alla tre instrument för att arbeta vid deras optimala tryck.

SAM: s analys av material från Mars stenar eller jord börjar efter pulver samlas in och bearbetas med verktyg på armen släpps i en av SAM: s två solid-prov inlopp, medan inloppet skyddande lock är öppet. Den inloppsrör är mycket polerade trattar som vibrerar för att få pulvret att falla in i en återanvändbara provbägaren. 59 av instrumentets 74 koppar är kvarts som kan värmas till mycket höga temperaturer. Provetmanipulation systemet skjuter kvarts koppen innehav pulvret till en ugn som värmer den till omkring 1000 grader Celsius. Vid Processen frigör gas från provet vid olika temperaturer,beroende på kemin hos provet. Masspektrometern mäter frisättningen kontinuerligt. En del av gasen går till den avstämbara lasern spektrometer för mätning av isotoper. Vissa går till en fälla som koncentrerar alla organiska, sedan gasen gaskromatografen och mass-spektrometer. Efter användning, den kvarts kopp kan bakas för att förbereda den för återanvändning med annat prov. Sex av kopparna håller kalibrering fasta ämnen. SAM bedriver även prover av gaser för kalibrering. Nio av de kopparna för användning av ett lösningsmedel metod som kallas derivatisering, snarare än vid hög temperatur, för att dra gasernafrån prover av Mars stenar och jord. Om uppdraget finner en position rik på organiskt material, kan denna metod vara användas för att identifiera större och mer reaktiv organiska molekyler än vad som är möjligt med hög värme-metoden. Varje derivatisering kopp innehåller en blandning av ett lösningsmedel och enkemikalie som, efter att den reagerar med en förening av intresse, omvandlar den till en mer flyktig förening som kan separeras i gaskromatografen. Dessa kemikalier är helt inneslutna i med en folie lock. För analys av prov pulver från en marsian berg eller mark genom denna metod, Provet manipulation systemet punkterar folien och lägger pulvret till vätskan i skålen, och ugnen värms provet till en blygsam temperatur för att låta reaktionerna ske snabbt. Nyfikenhet är "följa kolet" utredning av ekologisk föreningar börjar som en check på om någon är närvarande. Även organiska molekyler är inte i sig tecken på liv, kan livet som vi känner det existerar inte utan dem. Deras närvaro skulle vara viktigt bevis både om boendeförhållanden och om platsens kapacitet för bevara tecken på liv. Meteoriter försedda organiska föreningar har bombarderade Mars, liksom Jorden, för miljarder år. Osäkerheten kvarstår dock, om någon organiska tillräckligt nära ytan förNyfikenhet att nå dem kan överleva i svåra förhållanden där utan kolet i dem omvandlas till en mer polymeriserad stat. NASA: s undersökning av organiska på Mars började med de båda Viking Landers 1976. De ursprungliga rapporterna från Viking kom upp negativ för organiska ämnen. SAM förnyarsök med tre fördelar. Den första är Nyfikenhet tillgång. Mars är olika, inte likformig. Rikliga information som erhålls från Mars rymdfärjor på senare år gjort det möjligt att välja en landningsplats med goda egenskaper, såsom exponeringar av lera och sulfat mineraler bra på inneslutning organiska kemikalier. Rörlighet över gränserna bidrar också, särskilt med hjälp av högupplösta geologiska kartläggning som genereras från orbital observationer. De stationära Viking Landers kunde endast undersöka vad deras vapen kunde nå. Nyfikenhet kan använda kartläggas geologiska sammanhang som en guide i den mobila sök efter organiska och andra ledtrådar om beboeliga miljöer. Dessutom kommer SAM kunna analysera prover frånmer skyddade inre av stenar borrat i av nyfikenhet, i stället för att begränsas till jordprover som Vikingvar. För det andra har SAM förbättrad känslighet, med en kapacitet att detektera organiska föreningar vid delar per miljard nivåer över ett bredare massområde av molekyler och efter upphettning prov till en högre temperatur. För det tredje, derivatiseringen metod för att bedöma organiska I vissa SAM prover kan avslöja ett bredare utbud av organiska föreningar än vad som var möjligt med Viking experiment. På så sätt kan det även kontrollera en färsk hypotes att en reaktiv kemisk nyligen upptäckt i Martian jord - perklorat - kan ha maskerade organiska i jordprover bakas under Viking tester. Om SAM inte upptäcka eventuella organiska, skulle det vara användbar information om ogynnsamma förhållanden för livet nära Mars yta. Framtida uppdrag kan se ut djupare.Om SAM identifiera organiska molykyler, kommer en utmaning att vara för att bekräfta att dessa molekyler är verkligen Martian, inte fripassagerare från jorden transporteras till Mars på nyfikenhet. Denrover bär fem inkapslade tegel av ekologiska kontrollen material för att möjliggöra kontrollexperiment. Kontrollen Materialet är en kiseldioxid keramik knytas med små mängder av syntetiska fluorerade organiska kemikalier som inte finns i naturen på jorden och som inte förväntas på Mars. Den grundläggande kontrollen Experimentet kommer att samla in en pulveriserad prov från en organisk kontroll tegel med sammaborrning, bearbetning och leverans som används för att samla in prover från Martian stenar, och sedan kommer att analysera provet med SAM. Om SAM hittar några organiska andra än de fluor-innehållande markörer, kommer de att vara fripassagerare misstänkta. Om bara markörerna upptäcks,som skulle kontrollera att ekologisk upptäckt fungerar och att provet förvärvet och hantering vägen harklarat ett test för att vara rena organiska fripassagerare. Som styr experiment kan bedöma egenskaper hosorganiska föroreningar vid fem olika tidpunkter under uppdrag, med hjälp av fem tegel av organiskt kontroll material. Forskarna har en mängd verktyg till sitt förfogande för att skilja organiska föreningar som finns i Mars jord och stenar från spårmängder av organiska föreningar från Jorden som kan göra sig i dessa prover.Om organiska kemikalier är närvarande i Martian prover, SAM: s inventering av de typer och blandningar kan ge ledtrådar till sitt ursprung. Till exempel levererade organiska av meteoriter utan inblandning av biologin kommer med fler slumpmässiga kemiska strukturer än de mönster ses i blandningar av organiska kemikalier som framställs av organismer. Mönster, såsom en övervikt av molekyler med ett jämnt antal kolatomer, kantyda av biologiskt ursprung. Derivatiseringen process medger också att söka efter specifika klasser avorganiska med känd betydelse för livet på jorden. För Exempelvis kan den identifiera aminosyror, de kedjelänkar av proteiner. Även om dessa ledtrådar inte kan lägga upp till en definitiv Om antingen för eller emot biologiskt ursprung, kunde de ger viktig ledning för framtida uppdrag. Metan är en av de enklaste organiska molekyler. Observationer från Mars bana och från jorden under senare år har föreslagit övergående metan i Mars atmosfär, vilket skulle innebära metan vara aktivt till och sedan bort från atmosfären på Mars.Med SAM: s avstämbara laser spektrometer, forskare kommer att kontrollera bekräfta om metan finns, övervaka eventuella förändringar i dess koncentration, och leta efter ledtrådar om huruvida Mars metan produceras av biologisk aktivitet eller genom processer som inte kräver livslängd. Principal Investigator för SAM är Paul Mahaffy, en kemist vid NASA: s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland Han är en veteran med rymdfarkoster instrument för att studera planeternas atmosfärer. Mahaffy har samordnat arbetet med att hundratals människor i flera USA och Europa att utveckla, bygga och testa SAM efterNASA valde hans team förslag för det under 2004. NASA Goddard Space Flight Center byggs och testasSAM. Frankrikes rymdorganisationen Centre National d'Etudes Spatiales, gett stöd till franska forskare somutvecklade SAM: s gaskromatograf. NASA: s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, under förutsättning att avstämbar laser-spektrometer. Honungsbinas Robotics, New York, utformad SAM: s system prov manipulering.


Taget och översatt från NASAs press kit.
-Thomas Tranåker