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Miniaturized low power LIBS system for in-situ exploration of Solar System bodies without atmosphere

Kubitza, Simon und Rammelkamp, Kristin und Vogt, David und Frohmann, Sven und Hansen, Peder Bagge und Schröder, Susanne und Hübers, Heinz-Wilhelm (2018) Miniaturized low power LIBS system for in-situ exploration of Solar System bodies without atmosphere. SciX 2018, 2018-10-21 - 2018-10-26, Atlanta, USA.

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Kurzfassung

LIBS is a very useful tool for robotic in-situ space exploration because of its remote capability and the omission of sample preparation, and was extraterrestrially employed for the first time on NASAs Mars Science Laboratory [1]. Space missions have severe constraints on size, mass and power consumption limiting the capabilities of the instruments on board in comparison to laboratory instrumentation on Earth. The German Aerospace Center is currently developing a miniaturized LIBS instrument of ~1 kg in mass with a low power laser of approximately 5 mJ pulse energy for pioneering missions to explore planets, moons and asteroids in the Solar System. While Martian atmospheric conditions are close to ideal for the LIBS technique, low pressure environments such as on most of these bodies are more challenging [2,3]. The instrument has to provide sufficient irradiance to create a suitable plasma for scientific analysis while still meeting the aforementioned limitations on mass and energy. With a prototype miniature LIBS setup, measurements on different materials were conducted. Regolith simulants for the Earths moon and the Martian moon Phobos [4] were investigated as well as pure salts to test the capabilities for major element detection as well as for volatiles. All experiments were performed at pressures of <1 Pa using a Nd:YLF prototype laser originally developed for ESAs ExoMars mission and operating at 1053 nm wavelength and 1-4 mJ pulse energy. The collected plasma light was separated into four spectral ranges with dichroic mirrors and analysed with four commercially available compact and uncooled symmetric Czerny-Turner spectrometers to cover a large wavelength range. The performance of the setup is evaluated and discussed for different possible mission scenarios.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/125516/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Miniaturized low power LIBS system for in-situ exploration of Solar System bodies without atmosphere
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kubitza, SimonSimon.Kubitza (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rammelkamp, KristinKristin.Rammelkamp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4808-0823NICHT SPEZIFIZIERT
Vogt, DavidDavid.Vogt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1109-6960NICHT SPEZIFIZIERT
Frohmann, SvenSven.Frohmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hansen, Peder BaggePederBagge.Hansen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, SusanneSusanne.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1870-3663NICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmHeinz-Wilhelm.Huebers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Instrument, Laser, Spektroskopie, Mars, Phobos, Sonnensystem, Plasma
Veranstaltungstitel:SciX 2018
Veranstaltungsort:Atlanta, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:21 Oktober 2018
Veranstaltungsende:26 Oktober 2018
Veranstalter :FACSS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben OptoRob (alt), R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie
Hinterlegt von: Kubitza, Simon
Hinterlegt am:08 Jan 2019 09:28
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:29

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