西南研究所 SwRI正在设计CODEX仪器，利用放射性同位素测年技术在原地测定其他行星或卫星上岩石的年龄
这台20英寸的立方体仪器配有五个激光器和一个质谱仪，设计用于蒸发微小的岩石碎片，并测量存在的元素，以前所未有的精度确定岩石的年龄
信用:西南研究所的汤姆·惠特克 西南研究所的科学家们已经提高了实验室规模的仪器的速度和精确度，以便在现场测定行星标本的年龄
该团队正在逐步缩小化学、有机物和定年实验(CODEX)仪器的尺寸，以达到适合航天飞行和着陆器任务的尺寸
“原位老化是一个重要的科学目标，由美国国家研究委员会的火星和月球十年调查以及月球和火星探测计划分析小组确定，这些实体负责提供规划和优先考虑探测活动所需的科学投入，”SwRI工作人员科学家博士说
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领导CODEX开发的斯科特·安德森
“在现场进行这项工作，而不是试图将样品送回地球进行评估，可以解决行星科学中的主要难题，节省大量成本，并增加最终样品返回的机会
" CODEX将比微波稍大，包括七个激光器和一个质谱仪
原位测量将解决太阳系历史的基本问题，例如火星何时可能适合居住
CODEX的精度为2000-8000万年，比目前在火星上使用的精度为3.5亿年的测年方法要精确得多
“CODEX使用烧蚀激光蒸发一系列岩石样本的微小碎片，例如月球或火星表面的那些，”安德森说，他是2020年发表的CODEX论文的主要作者
“我们直接从蒸汽羽流中识别出一些元素，因此我们知道岩石是由什么组成的
然后，其他CODEX激光器选择性地挑选和量化微量放射性铷(铷)和锶(锶)的丰度
铷的一种同位素在已知的时间内衰变为锶，所以通过测量铷和锶，我们可以确定岩石形成后经过了多长时间
" 虽然放射性是测定地球样品年代的标准技术，但太阳系中很少有其他地方是这样测定的
相反，科学家们通过计算行星表面的撞击坑，在很大程度上限制了太阳系内部的年表
“陨石坑年代测定背后的想法很简单；陨石坑越多，地表就越古老
高露洁大学的物理学家乔纳森·莱文是SwRI领导的团队的一员
“这有点像说一个人在雨中站的时间越长，他就越湿
毫无疑问是真的
但是就像下雨一样，我们并不真正知道陨石从天而降的速度
这就是放射性同位素年代测定如此重要的原因
放射性衰变是一个以已知速率滴答作响的时钟
这些技术准确地确定了岩石和矿物的年龄，使科学家能够确定结晶、变质和撞击等事件的日期
" CODEX的最新版本比前一个版本敏感五倍
这种精度很大程度上是通过修改样品与仪器的距离来提高数据质量来实现的
该仪器还包括一个超快脉冲激光器和改善的信噪比，以更好地限制太阳系历史事件的时间
安德森说:“我们正在缩小CODEX组件的尺寸，以便在月球或火星着陆任务中实地使用。”
“开发脉冲能量与我们目前所需相当的紧凑型激光器是一个相当大的挑战，尽管七个激光器中有五个已经成功小型化
这些激光的重复频率为10千赫，这将使仪器获取数据的速度比目前的工程设计快500倍
" CODEX质谱仪、电源和定时电子设备对于航天来说已经足够小了
仪器组件正在得到增强，以提高耐用性、热稳定性、抗辐射性和电源效率，从而能够在外星环境中承受发射和扩展的自主操作
针对未来的几个任务，SwRI正在开发该仪器的两个版本，CODEX，它是为火星设计的，可以测量有机物，CDEX，它是为月球设计的，不需要测量有机物
美国国家航空航天局的行星仪器概念促进太阳系观测项目和成熟的太阳系探索仪器项目正在资助该仪器的开发，之前行星仪器定义和开发项目对CDEX法典委员会提供了支持
这篇题为“使用原型原位测年仪器以20毫安的精度对火星陨石进行测年”的论文发表在2020年6月15日的《行星与空间科学》杂志上
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