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A Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Instrument for In-Situ Exploration with the DLR Lightweight Rover Unit (LRU)

Schröder, Susanne und Seel, Fabian und Dietz, Enrico und Frohmann, Sven und Hansen, Peder Bagge und Lehner, Peter und Fonseca Prince, Andre und Sakagami, Ryo und Vodermayer, Bernhard und Wedler, Armin und Börner, Anko und Hübers, Heinz-Wilhelm (2024) A Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Instrument for In-Situ Exploration with the DLR Lightweight Rover Unit (LRU). Applied Sciences, 14 (6), Seite 2467. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/app14062467. ISSN 2076-3417.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
11MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/14/6/2467

Kurzfassung

In the framework of the Helmholtz ARCHES project, a multitude of robots, including rovers and drones, were prepared for the autonomous exploration of a test site at the foothills of Mt. Etna, Sicily--a terrain resembling extraterrestrial locations such as the Moon. To expand the suite of tools and sensors available for the exploration and investigation of the test site, we developed a laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) instrument for the geochemical analysis of local geological samples. In alignment with the mission scenario, this instrument is housed in a modular payload box that can be attached to the robotic arm of the Lightweight Rover Unit 2 (LRU2), allowing the rover to use the instrument autonomously in the field. A compact Nd:YAG laser is utilized for material ablation, generating a micro-plasma that is subsequently analyzed with a small fiber-coupled spectrometer. A single-board computer controls the LIBS hardware components for data acquisition. In this study, we provide details of the ARCHES LIBS instrument implementation, report on preceding laboratory tests where the LRU2 operated the LIBS module for the first time, and showcase the results obtained during the successful ARCHES space analogue demonstration mission campaign in summer 2022 in Sicily.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204022/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) Instrument for In-Situ Exploration with the DLR Lightweight Rover Unit (LRU)
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schröder, SusanneSusanne.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1870-3663NICHT SPEZIFIZIERT
Seel, FabianFabian.Seel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8627-9967158631233
Dietz, EnricoEnrico.Dietz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frohmann, SvenSven.Frohmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hansen, Peder BaggePederBagge.Hansen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lehner, PeterPeter.Lehner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3755-1186158631234
Fonseca Prince, AndreAndre.FonsecaPrince (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6820-3689158631235
Sakagami, RyoRyo.Sakagami (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0149-4378NICHT SPEZIFIZIERT
Vodermayer, BernhardBernhard.Vodermayer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wedler, ArminArmin.Wedler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8641-0163NICHT SPEZIFIZIERT
Börner, AnkoAnko.Boerner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hübers, Heinz-WilhelmHeinz-Wilhelm.Huebers (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 März 2024
Erschienen in:Applied Sciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:14
DOI:10.3390/app14062467
Seitenbereich:Seite 2467
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2076-3417
Status:veröffentlicht
Stichwörter:LIBS, spectroscopy, in-situ analysis, geochemical analysis, elemental analysis, exploration, robotic exploration, robotics, solar system, field test
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - OptoRob, R - OptoRob [RO]
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme
Institut für Optische Sensorsysteme > In-situ Sensing
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Schröder, Susanne
Hinterlegt am:29 Apr 2024 09:36
Letzte Änderung:29 Apr 2024 09:36

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