行星探測質譜儀
行星探測質譜儀（Mass Spectrometer for Planetary Exploration，MASPEX）是一台可測定複雜混合物中多種化合物的高解像度和高靈敏度的質譜儀，該儀器將搭載在計劃探索木星衛星木衛二的歐羅巴快船軌道飛行器上。該項天體生物學任務將在軌道上分析木衛二表面的成分，並在穿越木衛二稀薄大氣層時直接評估其內部海洋的宜居性。
| 運營方 | 美國宇航局 |
|---|---|
| 製造商 | 美國西南研究院 |
| 設備類型 | 質譜儀 |
| 功能 | 化學分析儀 |
| 任務期間 | 巡航: 3-6 年 科探階段: ≥ 3 年 |
| 設備參數 | |
| 質量 | 8千克 |
| 尺寸 | 40厘米 |
| 解像度 | 1 ppt |
| 航天器 | |
| 航天器 | 歐羅巴快船 |
| 運營方 | 美國宇航局 |
| 發射日期 | ≈ 2025年[1] |
| 火箭 | 太空發射系統 |
| 發射地點 | 甘迺迪航天中心 |
2016年5月27日，NASA宣佈選擇行星探測質譜儀執行任務[2]，計劃於2025年左右隨火箭發射。該儀器還被提議執行另外三項發現計劃任務：土衛二生命發現者（ELF）、哈特雷二號彗星（PRIME）和主小行星帶里德彗星（普羅透斯任務）[3]。它還可用於探測器、着陸器和採樣返回任務。最初的首席研究員是傑克·韋特，技術負責人是美國西南研究院的蒂姆·布羅克韋爾。2020年，美國宇航局宣佈，美國西南研究院的吉姆·伯奇將成為首席研究員，由於技術和資金的限制，儀器的功能可能會有一些降低。
概況
行星探測質譜儀是新一代光譜儀，由西南研究院歷時十年開發，其性能較現有儀器有顯著的提高[4]。行星探測質譜儀的發展源於分離和分析「卡西尼號」離子和中性質譜儀（INMS）在土衛六和土衛二上發現的異常豐富的揮發性混合物所需。該儀器是為行星探測開發的高解像度、高靈敏度質譜法|質譜儀，可明確測定甲烷、水、氨、一氧化碳、分子氮（N2）、二氧化碳（CO
2）中的揮發性同位素以及複雜混合物中的小型有機化合物（C2、C3和C4）[3][4]，它還可以測量包括惰性氣體氬、氪、氙及其同位素在內的痕量化合物（ppt）[3][4]。
行星探測質譜儀可在強輻射環境下運行，並可烘烤至300攝氏度，以防探測器在撞擊木星任何可能的宜居衛星時產生前向生物污染[4]。行星探測質譜儀可在高掃描速率下觀察小到400公里軌道的空間特徵，並可在全質量區域內以5千赫茲的頻率工作[4]。與現有儀器相比，其他性能增強的方面包括[4]：
| 參數 | 性能 |
|---|---|
| 重有機分子 質量範圍 |
>1000 原子質量單位 |
| 質量解像度 | >30,000 M/dM |
| 動態範圍 | 1秒內109 |
| 靈敏度 | 冷阱優於1 ppt |
| 高通量 | >5000 個樣本/秒 |
| 長度和質量 | 40厘米和< 8千克 |
參見
參考資料
- ^ Europa Clipper passes key review. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Jeff Foust, Space News. 22 August 2019.
- ^ Two Southwest Research Institute instruments selected for NASA Europa mission. SWRI. 27 May 2016 [2017-10-24]. （原始內容存檔於2021-11-24）.
- ^ 3.0 3.1 3.2 The mass spectrometer for planetary exploration (MASPEX) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. Tim G. Brockwell, Karen J. Meech, Keith Pickens, J. Hunter Waite, Greg Miller, John Roberts, Jonathan I. Lunine, et al. 2016 IEEE Aerospace Conference 2016;doi:10.1109/AERO.2016.7500777; Publisher: IEEE, Conference Location: Big Sky, MT, USA; 5–12 March 2016.
- ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 MAss Spectrometer for Planetary EXploration (MASPEX).pptx The MAss Spectrometer for Planetary EXploration (MASPEX)[失效連結] (Power Point); Mark Libardoni, et al. 10th International Planetary Probe Workshop; San Jose, CA. June 2013.