Handheld LIBS für die geologische Feldforschung

SciAps LIBS wird in Mondsimulation verwendet, finanziert von der kanadischen Weltraumbehörde

Forscher verwendeten kürzlich das SciAps-Handgerät LIBS Z-300 in einer analogen Mondsimulation, die als Ressource für zukünftige Missionen zum Mond dienen wird. Die Canadian Space Agency finanzierte die Simulation und das Institute for Earth and Space Exploration (Western Space), ehemals CPSX, an der University of Western Ontario leitete die Mission vom 5. bis 19. August 2019.

Zur Durchführung des geochemischen Feldforschungsprojekts mit dem Namen CanMoon benötigte das Team von Western Space ein Instrument, das quantitative Messungen der Elementzusammensetzung eines Gesteins lieferte. „Wir haben SciAps LIBS verwendet, um zu simulieren, was LIBS auf einem echten Rover tun würde und welche Art von Daten es liefern würde Rückkehr“, sagt Matthew Svensson, eines der Teammitglieder an der University of Western Ontario und ihr Experte für LIBS-Technologie. Das Feldteam simulierte die Arbeit eines Mondrovers in der abgelegenen Vulkanlandschaft von Lanzarote, Spanien. Die Missionskontrolle war an der Universität in Ontario stationiert.

Geochemische Anwendungen

Es gibt einen Teil der ...Das Feldteam nutzte SciAps LIBS, um drei verschiedene Analysen am selben Ort durchzuführen und die Ergebnisse zu mitteln. Eine Schlüsselrolle spielten SciAps-Software-Apps. Die Geochem-App meldete die Elementzusammensetzung der Zielgesteine ​​in Gewichtsprozent, und mit der Geochem Pro-App konnten sie eine 16x16-Punkt-Raster-Wärmekarte erstellen, die zeigte, wo die Konzentration bestimmter Elemente höher oder niedriger war. „Das LIBS hat wirklich gut funktioniert, “, sagt Svensson. „Das Wissenschaftsteam, das die LIBS-Ergebnisse interpretierte, konnte einige aussagekräftige Diagramme über das von ihnen analysierte Material erstellen.“

Das CanMoon-Team nutzte auch andere Instrumente, um die Simulation zu verbessern. Sowohl ein Raman- als auch ein VisIR-Spektrometer erzeugen qualitative Datenprodukte. „Das LIBS zeichnete sich dadurch aus, dass es uns quantitative Daten über die Elementzusammensetzung eines Gesteins liefern konnte“, sagt Svensson. In einigen Fällen verglich das LIBS die von Raman und VisIR erhaltenen Daten mit Querverweisen – zum Beispiel verifizierte es das Vorhandensein von Olivin anhand der gemeldeten Mengen an Magnesium und Siliziumdioxid.

Benutzerfreundlichkeit

Svensson sagt, das Feldteam schätzte die an der Nase des LIBS montierte Kamera, weil sie so nah wie möglich an das Ziel sehen konnte. Und sie waren überrascht, als sie feststellten, dass der Laser das von ihnen analysierte Material nicht wesentlich beschädigte. „Wir hatten erwartet, dass die Explosion des Lasers einen erheblichen Krater hinterlassen würde, der dann andere Analysen beeinträchtigen würde, aber es hinterließ keine sichtbare Narbe und behinderte auch nicht unsere Fähigkeit, Bilder zu machen“, sagt Svensson.

Der SciAps Z-300 vereinfachte auch die Datenerfassung und -übergabe vom Feldteam an die Missionskontrolle.

„In einer Umgebung wie dieser müssen wir Daten ziemlich schnell übergeben, um unsere Fristen einzuhalten“, sagt er. Sie konnten einstellen, welche Elemente und Ergebnisse direkt in das LIBS exportiert werden sollten – außer zum Zwecke der Datenübertragung oder zum Installieren einer Kalibrierung war kein Anschluss an einen Computer erforderlich. „Und sobald wir an einen Computer angeschlossen waren, konnten wir Datendateien vom Instrument selbst in unseren freigegebenen Ordner kopieren und einfügen, damit die Missionskontrolle sie analysieren konnte.“

Bei einigen anderen Instrumenten war der Prozess nicht so einfach: „Wir brauchten zwei Personen: eine hielt das Instrument, um es stabil zu halten, und die andere hielt einen Computer, um das Instrument zu bedienen“, sagt Svensson.

Kundenspezifische Kalibrierungen

Mithilfe der SciAps Profile Builder-Software erstellte das Team eigene Kalibrierungen mit Standards aus früheren Missionen, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen. „Als Standard verwendeten wir Basaltgesteine ​​aus anderen Teilen der Welt und verglichen sie mit dem Standardprofil für geochemische Analysen „Das kam mit dem LIBS“, sagt Svensson. Für das Team war es eine reibungslose Erfahrung, ein eigenes Profil zu erstellen. „Für jemanden, der das noch nie zuvor gemacht hat, war der Schritt zur Verwendung der Kalibrierungssoftware tatsächlich viel einfacher und viel intuitiver, als ich gedacht hatte.“ In zukünftigen Unternehmungen wird das Team LIBS stattdessen zum Erstellen von Profilen verwenden Sie müssen zunächst eine Gesteinsprobe in ihr Labor bringen. Der nächste Schritt für das Western Space-Team besteht darin, die geologischen Proben in eine robustere Laborumgebung zu bringen und die Ergebnisse der SciAps-Handheld-LIBS mit den Laborergebnissen zu vergleichen.

Es gibt einen Teil der ...Über CanMoon: Die CanMoon-Mission 2019 ist eine analoge kanadische gemeinsame Mission zur Rückführung von Mondproben zwischen der Western University, der University of Winnipeg und der Canadian Space Agency mit dem Ziel, Kanada durch die Ausbildung hochqualifizierten Personals für mögliche zukünftige Beiträge zu Mondrover-Missionen zu positionieren.

Über SciAps: SciAps ist ein schnell wachsendes Unternehmen mit Sitz in Boston für tragbare Analysegeräte. Das 2013 gegründete Unternehmen entwickelt weiterhin drei Kerntechnologien – Röntgen, Laser und Raman – für tragbare Messungen von Elementen, Mineralien und Verbindungen vor Ort. Weitere Informationen zu ihren tragbaren Messgeräten, einschließlich Produktspezifikationen und Anwendungen für alle wichtigen Branchen, finden Sie unter www.sciaps.com.

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