Los científicos del Southwest Research Institute han aumentado la velocidad y precisión de un instrumento a escala de laboratorio para determinar la edad de los especímenes planetarios en el sitio. El equipo está miniaturizando progresivamente la Química, Instrumento de Experimento orgánico y de citas (CODEX) para alcanzar un tamaño adecuado para vuelos espaciales y misiones de aterrizaje.

"El envejecimiento in situ es un objetivo científico importante identificado por el Estudio Decadal para Marte y la Luna del Consejo Nacional de Investigación, así como por los Grupos de Análisis del Programa de Exploración Lunar y Marte, entidades responsables de proporcionar la información científica necesaria para planificar y priorizar las actividades de exploración, "dijo el Dr. F. Scott Anderson, científico del personal de SwRI, quien lidera el desarrollo del CODEX. "Hacer esto in situ en lugar de intentar devolver muestras a la Tierra para su evaluación puede resolver importantes dilemas en la ciencia planetaria, ofrece enormes ahorros de costes y mejora las oportunidades para la devolución de muestras ".

CODEX será un poco más grande que un microondas e incluirá siete láseres y un espectrómetro de masas. Las mediciones in situ abordarán cuestiones fundamentales de la historia del sistema solar, como cuando Marte era potencialmente habitable. CODEX tiene una precisión de ± 20-80 millones de años, significativamente más precisos que los métodos de datación actualmente en uso en Marte, que tienen una precisión de ± 350 millones de años.

"CODEX utiliza un láser de ablación para vaporizar una serie de pequeños trozos de muestras de rocas, como los de la superficie de la Luna o Marte, "dijo Anderson, quien es el autor principal de un artículo del CODEX publicado en 2020. "Reconocemos algunos elementos directamente de esa columna de vapor, para que sepamos de qué está hecha una roca. Luego, los otros láseres CODEX seleccionan y cuantifican selectivamente la abundancia de trazas de rubidio radiactivo (Rb) y estroncio (Sr). Un isótopo de Rb se desintegra en Sr durante períodos de tiempo conocidos, así que midiendo tanto Rb como Sr, podemos determinar cuánto tiempo ha pasado desde que se formó la roca ".

Si bien la radiactividad es una técnica estándar para fechar muestras en la Tierra, pocos otros lugares del sistema solar han sido fechados de esta manera. En lugar de, Los científicos han limitado en gran medida la cronología del sistema solar interior al contar los cráteres de impacto en las superficies planetarias.

"La idea detrás de la datación de cráteres es simple; cuantos más cráteres, cuanto más vieja es la superficie, "dice el Dr. Jonathan Levine, un físico de la Universidad de Colgate, que forma parte del equipo dirigido por SwRI. "Es un poco como decir que una persona se moja más cuanto más tiempo ha estado parada bajo la lluvia. Sin duda es cierto. Pero como con la lluvia que cae, realmente no sabemos la velocidad a la que los meteoritos han caído del cielo. Por eso es tan importante la datación por radioisótopos. La desintegración radiactiva es un reloj que marca a un ritmo conocido. Estas técnicas determinan con precisión las edades de las rocas y los minerales, permitiendo a los científicos fechar eventos como la cristalización, metamorfismo e impactos ".

La última versión de CODEX es cinco veces más sensible que su encarnación anterior. Esta precisión se logró en gran medida modificando la distancia de la muestra al instrumento para mejorar la calidad de los datos. El instrumento también incluye un láser pulsado ultrarrápido y relaciones señal-ruido mejoradas para limitar mejor la sincronización de eventos en la historia del sistema solar.

"Estamos miniaturizando los componentes del CODEX para su uso sobre el terreno en una misión de aterrizaje a la Luna o Marte, ", Dijo Anderson." El desarrollo de láseres compactos con energías de pulso comparables a las que requerimos actualmente es un desafío considerable, aunque cinco de los siete se han miniaturizado con éxito. Estos láseres tienen una tasa de repetición de 10 kHz, lo que permitirá que el instrumento adquiera datos 500 veces más rápido que el diseño de ingeniería actual ".

El espectrómetro de masas CODEX, Las fuentes de alimentación y la electrónica de sincronización ya son lo suficientemente pequeñas para los vuelos espaciales. Los componentes del instrumento se están mejorando para mejorar la robustez, estabilidad térmica, Resistencia a la radiación y eficiencia energética para soportar el lanzamiento y operaciones autónomas extendidas en entornos extraterrestres.

Apuntando a varias misiones futuras, SwRI está desarrollando dos versiones del instrumento, CÓDICE, que está diseñado para Marte y puede medir orgánicos, y CDEX, que está diseñado para la Luna, y no necesita medir orgánicos. Los programas de conceptos de instrumentos planetarios para el avance de las observaciones del sistema solar (PICASSO) y la maduración de instrumentos para la exploración del sistema solar (MatISSE) de la NASA están financiando el desarrollo de instrumentos, con soporte previo para CODEX / CDEX del Programa de Definición y Desarrollo de Instrumentos Planetarios (PIDDP).

El artículo titulado "Fechado de un meteorito marciano con 20 Ma de precisión utilizando un prototipo de instrumento de datación in situ" se publicó en Ciencia planetaria y espacial el 15 de junio 2020.