Thomas, N. H. and Ehlmann, B. L. and Anderson, D. E. and Clegg, S. M. and Forni, O. and Schröder, Susanne and Rapin, W. and Meslin, P.-Y. and Lasue, J. and Delapp, D. M. and Dyar, M. D. and Gasnault, O. and Wiens, R. C. and Maurice, S. (2018) Characterization of Hydrogen in Basaltic Materials With Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for Application to MSL ChemCam Data. Journal of Geophysical Research: Planets, 123, pp. 1996-2021. Wiley. doi: 10.1029/2017JE005467. ISSN 2169-9097.
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Official URL: http://dx.doi.org/10.1029/2017JE005467
Abstract
The Mars Science Laboratory rover, Curiosity, is equipped with ChemCam, a laser‐induced breakdown spectroscopy (LIBS) instrument, to determine the elemental composition of nearby targets quickly and remotely. We use a laboratory sample set including prepared mixtures of basalt with systematic variation in hydrated mineral content and compositionally well‐characterized, altered basaltic volcanic rocks to measure hydrogen by characterizing the H‐alpha emission line in LIBS spectra under Martian environmental conditions. The H contents of all samples were independently measured using thermogravimetric analysis. We found that H peak area increases with weight percent H for our laboratory mixtures with basaltic matrices. The increase is linear with weight percent H in the mixtures with structurally bound H up to about 1.25 wt.% H and then steepens for higher H‐content samples, a nonlinear trend not previously reported but potentially important for characterizing high water content materials. To compensate for instrument, environmental, and target matrix‐related effects on quantification of H content from the LIBS signal, we examined multiple normalization methods. The best performing methods utilize O 778‐ and C 248‐nm emission lines. The methods return comparable results when applied to ChemCam data of H‐bearing materials on Mars. The calibration and normalization methods tested here will aid in investigations of H by LIBS on Mars with ChemCam and SuperCam. Further laboratory work will aid quantification across different physical matrices and heterogeneous textures because of differences we observed in H in pelletized and natural rock samples of the same composition.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/123346/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Characterization of Hydrogen in Basaltic Materials With Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for Application to MSL ChemCam Data | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 2018 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Journal of Geophysical Research: Planets | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 123 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1029/2017JE005467 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 1996-2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2169-9097 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | LIBS spectroscopy, hydrogen, Mars Science Laboratory, thermogravimetric analysis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R SY - Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Vorhaben OptoRob (old), R - Exploration of the Solar System | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Optical Sensor Systems > Terahertz and Laser Spectroscopy Institute of Optical Sensor Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Schröder, Susanne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 21 Nov 2018 10:25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 27 Jun 2023 09:11 |
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