If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Анализатори на проби на Марс (SAM=Sample Analysis at Mars)

Чувствителен нос

С размер приблизително на микровълнова фурна, апаратурата SAM може да се разглежда като чувствителен роботски нос, който може да помирише въздуха и почвените проби, за да идентифицира състава. Нейната работа е да търси органични съединения, налични преди милиарди години, които са запазени в скалите.
SAM инструменти. Изображение: NASA
Забележи входящите тръби отгоре. Те могат или "да вдишат" атмосферата, или да приемат твърди проби, доставени от дланта.
Затворен и отворен (вдясно) отвор, където ще бъдат поставени стритите скални или почвени проби. Изображение: NASA/JPL-Caltech/MSSS
За да "помирише" твърдите вещества, апаратурата нагрява пробите във фурна, за да се освободят газове. Ето кратко видео за процеса на нагряване на пробата и доставяне:
Видео плейър на видеоклиповете в Кан Академия
След като пробата е "опечена", за да освободи газовете си, SAM може да я "вкуси", като използва три инструмента: газов хроматограф, четириполюсен масспектрометър и настройващ се лазерен спектрометър. Тази диаграма показва потока от обработката на пробата през анализа чрез използване на инструментите.
Обработка и анализ. Забележи, че започва с въздух или проба от скала. Изображение: NASA/GFSC
Нека обобщим какво се случва, след като пробата бъде взета. Това е процес от три стъпки.

Разделяне на молекулите (газова хроматография)

Газовата хроматография (GC) може да сортира всички различни молекули в пробата и да каже колко на брой има от всеки вид. Постига това, като използва поток от хелиев газ, който да избута пробата надолу по дълга, тясна тръба (която често е намотана в намотка, за да се спести място).
Пробата е нагрята и избутана през дълга намотка, в която се случва разделянето. Изображение: NASA/GFSC
Газът от пробата първо се отива в газовохроматографския инструмент. Причината, поради която се използва хелий, е че той е инертен газ, което означава, че няма да реагира със или да промени някои от молекулите на пробата. Вътрешността на тръбата е покрита с тънък филм. Докато молекулите се движат по тръбата, те засядат за кратко върху филма и колкото по-тежка е молекулата, толкова по-дълго остава заседнала. Следователно по-леките молекули първи ще излязат от тръбата, последвани от молекулите със средно тегло, а най-тежките молекули ще са последни.

Идентифициране на молекулите (четириполюсен масспектрометър)

Това е четириполюсният масспектрометър, който изстрелва високоскоростни електрони към молекулите, разделяйки ги на части и придавайки на молекулите и техните части електричен заряд. Молекулите и фрагментите с различна маса биват преброени от детектор при различни времена, за да се генерира спектър на масата, което е модел, който уникално идентифицира молекулите. Това кратко видео показва процеса:
Видео плейър на видеоклиповете в Кан Академия

Фино настройване (настройващ се лазерен спектрометър)

Настройващият се лазерен спектрометър ще измери количествата на различни изотопи на въглерод, водород и кислород в атмосферните газове като метан, водна пара и въглероден диоксид. Това ще помогне за определяне на метана, който бива засечен. Настройващите се полупроводникови лазери произвеждат много специфична дължина на вълната на светлината, настроена към фундаменталната честота на целевата газова молекула в близката инфрачервена лента.
Лазерна светлина преминава през проба и се анализира модела на абсорбция. Изображение: NASA/GFSC
Светлината кара молекулите да вибрират и, следователно, да абсорбират енергия. Линиите на абсорбция ни позволяват да измерим концентрациите и дяловете на изотопите на различни вещества, важни за живота: метан, въглероден диоксид и водна пара.
Абсорбционни модели за различни молекули. Изображение: NASA/GFSC

Гледай пълна пресконференция за SAM:

Видео плейър на видеоклиповете в Кан Академия

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.