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Post-landing major element quantification using SuperCam laser induced breakdown spectroscopy
Anderson, Ryan und Forni, Olivier und Cousin, Agnes und Wiens, Roger C. und Clegg, Samuel M. und Frydenvang, Jens und Gabriel, Travis S.J. und Ollila, Ann M. und Schröder, Susanne und Beyssac, Olivier und Gibbons, Erin und Vogt, David und Clavé, Elise und Manrique, Jose-Antonio und Legett, Carey und Pilleri, Paolo und Newell, Raymond T. und Sarrao, Joseph und Maurice, Sylvestre und Arana, Gorka und Benzerara, Karim und Bernardi, Pernelle und Bernard, Sylvain und Bousquet, Bruno und Brown, Adrian J. und Alvarez-Llamas, César und Chide, Baptiste und Cloutis, Edward und Comellas, Jade und Connell, Stephanie und Dehouck, Erwin und Delapp, Dorothea M. und Essunfeld, Ari und Fabre, Cecile und Fouchet, Thierry und Garcia-Florentino, Cristina und García-Gómez, Laura und Gasda, Patrick und Gasnault, Olivier und Hausrath, Elisabeth M. und Lanza, Nina und Laserna, Javier und Lasue, Jeremie und Lopez, Guillermo und Madariaga, Juan Manuel und Mandon, Lucia und Mangold, Nicolas und Meslin, Pierre-Yves und Nelson, Anthony E. und Newsom, Horton und Reyes-Newell, Adriana L. und Robinson, Scott und Rull, Fernando und Sharma, Shiv K. und Simon, Justin I. und Sobron, Pablo und Fernandez, Imanol Torre und Udry, Arya und Venhaus, Dawn und McLennan, Scott M. und Morris, Richard V. und Ehlmann, Bethany
(2021)
Post-landing major element quantification using SuperCam laser induced breakdown spectroscopy.
Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, Seite 106347.
Elsevier.
doi: 10.1016/j.sab.2021.106347.
ISSN 0584-8547.
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PDF
- Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
16MB |
Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0584854721003049 KurzfassungThe SuperCam instrument on the Perseverance Mars 2020 rover uses a pulsed 1064 nm laser to ablate targets at a distance and conduct laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) by analyzing the light from the resulting plasma. SuperCam LIBS spectra are preprocessed to remove ambient light, noise, and the continuum signal present in LIBS observations. Prior to quantification, spectra are masked to remove noisier spectrometer regions and spectra are normalized to minimize signal fluctuations and effects of target distance. In some cases, the spectra are also standardized or binned prior to quantification. To determine quantitative elemental compositions of diverse geologic materials at Jezero crater, Mars, we use a suite of 1198 laboratory spectra of 334 well-characterized reference samples. The samples were selected to span a wide range of compositions and include typical silicate rocks, pure minerals (e.g., silicates, sulfates, carbonates, oxides), more unusual compositions (e.g., Mn ore and sodalite), and replicates of the sintered SuperCam calibration targets (SCCTs) onboard the rover. For each major element (SiO2, TiO2, Al2O3, FeOT, MgO, CaO, Na2O, K2O), the database was subdivided into five "folds" with similar distributions of the element of interest. One fold was held out as an independent test set, and the remaining four folds were used to optimize multivariate regression models relating the spectrum to the composition. We considered a variety of models, and selected several for further investigation for each element, based primarily on the root mean squared error of prediction (RMSEP) on the test set, when analyzed at 3 m. In cases with several models of comparable performance at 3 m, we incorporated the SCCT performance at different distances to choose the preferred model. Shortly after landing on Mars and collecting initial spectra of geologic targets, we selected one model per element. Subsequently, with additional data from geologic targets, some models were revised to ensure results that are more consistent with geochemical constraints. The calibration discussed here is a snapshot of an ongoing effort to deliver the most accurate chemical compositions with SuperCam LIBS. elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/148172/ |
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag |
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Titel: | Post-landing major element quantification using SuperCam laser induced breakdown spectroscopy |
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Autoren: | Autoren | Institution oder E-Mail-Adresse | Autoren-ORCID-iD | ORCID Put Code |
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Anderson, Ryan | Astrogeology Science Center, U.S. Geological Survey, Flagstaff, Arizona, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Forni, Olivier | oforni (at) irap.omp.eu | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Cousin, Agnes | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Wiens, Roger C. | Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Clegg, Samuel M. | Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Frydenvang, Jens | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Gabriel, Travis S.J. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ollila, Ann M. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Schröder, Susanne | Susanne.Schroeder (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-1870-3663 | NICHT SPEZIFIZIERT | Beyssac, Olivier | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Gibbons, Erin | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Vogt, David | David.Vogt (at) dlr.de | https://orcid.org/0000-0003-1109-6960 | NICHT SPEZIFIZIERT | Clavé, Elise | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Manrique, Jose-Antonio | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Legett, Carey | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Pilleri, Paolo | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Newell, Raymond T. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sarrao, Joseph | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Maurice, Sylvestre | Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Arana, Gorka | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Benzerara, Karim | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bernardi, Pernelle | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bernard, Sylvain | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Bousquet, Bruno | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Brown, Adrian J. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Alvarez-Llamas, César | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Chide, Baptiste | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Cloutis, Edward | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Comellas, Jade | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Connell, Stephanie | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Dehouck, Erwin | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Delapp, Dorothea M. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Essunfeld, Ari | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Fabre, Cecile | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Fouchet, Thierry | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Garcia-Florentino, Cristina | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | García-Gómez, Laura | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Gasda, Patrick | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Gasnault, Olivier | Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Hausrath, Elisabeth M. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lanza, Nina | Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico, USA | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Laserna, Javier | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lasue, Jeremie | Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Lopez, Guillermo | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Madariaga, Juan Manuel | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mandon, Lucia | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Mangold, Nicolas | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Meslin, Pierre-Yves | Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université Paul Sabatier, Toulouse, France | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Nelson, Anthony E. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Newsom, Horton | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Reyes-Newell, Adriana L. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Robinson, Scott | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Rull, Fernando | Department of Condensed Matter Physics, Crystallography and Mineralogy, Valladolid University, Valladolid, Spain. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sharma, Shiv K. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Simon, Justin I. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Sobron, Pablo | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Fernandez, Imanol Torre | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Udry, Arya | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Venhaus, Dawn | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | McLennan, Scott M. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Morris, Richard V. | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | Ehlmann, Bethany | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT | NICHT SPEZIFIZIERT |
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Datum: | 24 Dezember 2021 |
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Erschienen in: | Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy |
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Referierte Publikation: | Ja |
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Open Access: | Ja |
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Gold Open Access: | Nein |
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In SCOPUS: | Ja |
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In ISI Web of Science: | Ja |
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DOI: | 10.1016/j.sab.2021.106347 |
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Seitenbereich: | Seite 106347 |
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Verlag: | Elsevier |
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ISSN: | 0584-8547 |
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Status: | veröffentlicht |
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Stichwörter: | Laser induced breakdown spectroscopy
LIBS
Mars
Multivariate regression
Regression
Chemometrics
Calibration |
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HGF - Forschungsbereich: | Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr |
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HGF - Programm: | Raumfahrt |
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HGF - Programmthema: | Robotik |
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DLR - Schwerpunkt: | Raumfahrt |
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DLR - Forschungsgebiet: | R RO - Robotik |
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben): | R - OptoRob [RO] |
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Standort: |
Berlin-Adlershof
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Institute & Einrichtungen: | Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie |
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Hinterlegt von: |
Vogt, Dr. David
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Hinterlegt am: | 11 Jan 2022 08:33 |
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Letzte Änderung: | 10 Jan 2024 03:00 |
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