托勒密(Ptolemy)是空间技术的最新创新之一,发音为无声的P,并且总是大写。这台巧妙的仪器旨在分析太阳系天体在太空中的同位素组成。该仪器所属的概念是探索天体性质的一种新方法,被称为MODULUS,以托马斯·杨命名,托马斯·扬是以其弹性理论杨氏模量闻名的人。


当完整地解释时,MODULUS指的是从非共焦稳定同位素组成中测定和理解轻元素的方法。


托勒密是属于这一概念的最先进的仪器之一,旨在分析地球化学元素在轻组分中的分布。也就是说,它将确定碳、氢、氮和氧在彗星和太空中的稳定性、分布和性质。


托勒密的目标

托勒密仪器的设计是为了解决科学家在试图从太空物体收集原位数据时面临的一些具体挑战。挑战是:


比较彗星上发现的水和冰与我们星球上的水体

了解彗星的基本宇宙化学组成

确定彗星上挥发性内部元素的精确平衡

解释彗星上发现的有机化合物的性质

将这些有机化合物与其他来源的类似物质进行比较,无论它们是在地球、其他行星、卫星还是小行星上

计算彗星上低温矿物元素的数量并估计其形成历史

记录高温耐火矿物的具体特征

研究彗星对行星演化和太阳系其他现象的影响

托勒密的工作原理

托勒密的仪器不比鞋盒大,可以在太空中原位工作。SD2钻探系统将从近地表区域和高达20cm的地下深度采集冰和灰尘,在采集完样品后,将固体样品运送至托勒密的四个烤箱。烤箱加热后,挥发物被释放到分析系统中,并进行净化和鉴定。


然后在离子阱质谱仪中使用气相色谱和质谱联用(GC-MS)对其进行评估。质谱已经成为所有科学领域中越来越重要的工具,包括比托勒密多得多的普通工具。欲了解更多关于该技术的改变如何使其更适合现代科学的信息,请参阅文章色谱仪的质量检测:新技术如何改变我们对质谱的思考方式及其在日常工作流程中的使用 .


离子阱质谱仪除了将样品分离成各种成分气体并对每种气体进行量化和识别外,还将用于测量样品中稳定同位素性质的比率。更令人印象深刻的是,所有这一切都将在彗星本身上进行。然后,这些数据可以传回地球,帮助我们更多地了解彗星及其对宇宙的影响。