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Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Photochimie en orbite : Amino/UVolution/Process – 1/6
hv
hv
H. Cottin (1), P. Coll (1), M. Cloix (1), D. Coscia (2), N. Fray (1), Y.Y. Guan (1), F. Macari (1), F. Raulin (1), F. Stalport (1), C. Szopa (2), D. Chaput (3), M. Viso (3), M. Bertrand (4),
A. Chabin (4), F. Westall (4), A. Brack (4), J. Vergne (5), M.C. Maurel (5)(1) LISA, Université Paris 7 & Paris 12, UMR 7583 CNRS, Créteil, France
(2) LATMOS-IPSL, Verrières-le-Buisson, France(3) CNES, France (4) CBM, CNRS, Orléans, France, (5) Anbiophy, UPMC, Paris, France
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Photochimie en orbite : Amino/UVolution/Process – 2/6
hv
hv
ProductsAh
J
dIJ
absorptioncross section
(cm²)
photons flux(photon.cm-2.s-1)
Solar or lab.
photolysisquantum
yield
][][
AJdt
Ad
tJAA 0]ln[]ln[
First order decay 0 20 40 60 80 1000
1
2
3
4
5
ln (
A)
time (s)
slope : - J
t1/2 = ln 2 / J
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Photochimie en orbite : Amino/UVolution/Process – 3/6
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
BIOPAN (FOTON)
PROCESS, AMINO : International Space Station•PROCESS – Expose-E (Columbus) : Fev. 2008 – August 2009•AMINO - Expose-R (Zvezda) : Mars 2009 – Sept. 2010
UV-olution : FOTON-3M / BIOPAN 6 September 14-26, 2007
EXPOSE (ISS)
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Photochimie en orbite : Amino/UVolution/Process – 5/6
Origin of the distributed sources
Exogenous delivery
Cycle of organic matter in Titan
Stability of organic molecules at Mars surface
ARNstability
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Photochimie en orbite : Amino/UVolution/Process – 6/6
Réponse à l’AO ESA ILSRA 2009• Projet PSS : Photochemistry on the Space Station (LISA, LATMOS, CBM, Obs. Catania, Obs. Leiden, Nasa Ames) • Projet VITRINE (LISA, LATMOS, CBM, IAS, PIIM, ECP, LERMA, Obs. Catania, Obs. Leiden, Nasa Ames) : suivi in situ en orbite et extension à basse température
•R&T CNES sur VITRINE
2010 : • Analyse des échantillons PROCESS• Retour des échantillons AMINO
MoleculeJ measured in
space (s-1)J' measured in
the lab. (s-1)
J' extrapolated at 1 AU (s-1)
(lyman a )
Ratio (space/lab.) (lyman a )
J' extrapolated at 1 AU (s-1) (115-200 nm)
Ratio (space/lab.)
(115-200 nm)
glycine 1,0E-06 8,6 10-6 6E-09 167 1E-07 10
adenine < 1,9E-7 2,7 10-7 8E-10 < 238 1,5E-08 < 13
guanine < 1,9E-7 < 2,7 10-7 < 8,2 10-10 -- < 8,2 10-10 --
xanthine 5,0E-07 1,3 10-6 4E-09 125 7E-08 7
hypoxanthine < 1,9E-7 3,7 10-6 1,1E-08 < 17 2E-07 < 1
urea < 1,9E-7 < 2,7 10-7 < 8,2 10-10 -- < 8,2 10-10 --
C3O2 polymer(*) 1,3E-06 1,3 10-5 1,1E-08 118 2E-07 6,5
polyHCN 8,0E-07 2,0 10-6 2E-09 400 3,5E-08 23(*) CN band
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Exploration in situ : prospective ILMA (astéroïde) – 1/6
ILMA: Ion Laser Mass Analyser, in-situ analysis of a carbonaceous asteroid for the MARCO POLO spatial mission.
Conception of a very high mass resolution mass spectrometer
H. Cottin(1), J.J. Berthelier (6), A. Bouabdellah (6), C. Briois(2), N. Carrasco(6), P. Gilbert (6), C. Engrand(3), N. Grand(1), P. Zapf (1), M. Hilchenbach(7), H. Krüger(7), A.
Makarov(8), P. Puget(5), B. Arezki (5), C. Szopa(6), L. Thirkell(2), A. Boukrara(2), and R. Thissen(4)
(1) LISA, Universités Paris 12, Paris 7, UMR 7583 CNRS, 94010 Créteil cedex, (2) LPC2E - UMR-CNRS 6115 , 45071 Orléans, France, (3) CSNSM, 91405 ORSAY Campus, France, (4) LPG, UMR 5109 CNRS - UJF, 38000 Grenoble,
France, (5) LAOG, CNRS, Université Joseph Fourier, UMR 5571, BP 53, F-38041 Grenoble, France, (6) LATMOS, CNRS, UVSQ, UPMC, 91371 Verrières le Buisson Cedex, France, (7) MPI für Sonnensystemforschung,,
D-37191 Katlenburg-Lindau, Germany, (8)Thermo Fisher Scientific, Hanna-Kunath Str 11, 28199 Bremen, Germany
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Exploration in situ : prospective ILMA (astéroïde) – 2/6
Ion trap
Laser Beam
Ion optic
Sample
Inner electrode
Signal FT Spectra
Outer electrode
Outer electrode
Desorbed Ions
Vacuum
SolidCollision cascade
Region of greatest damage
Region of least damage
LDIMS ProcessLaser shot
TECHNICAL REQUIREMENTS
Mass: ~ 2.2 kg (with 20% margin)Volume: 15x15x5 cm3
Electronic unit : 15x10x3 cm3
Mean power: ~ 9 W Mass range: 1-30 / 25-750 amuMass resolution: 100,000 at 50% height
at 400 amu
Analyzed area: a few µm² to 1 mm²Data budget : 40 Mo per analysis (at least 2 analysis per sample).
Thanks to the high resolution
Analysis of Minerals& Organics
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
First publication Makarov, Anal Chem (2000)
Exploration in situ : prospective ILMA (astéroïde) – 3/6
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
100
80
60
40
20
0
x10
3
262.35262.30262.25262.20262.15262.10262.05262.00
150
100
50
0
x103
m/m = 3000
Example : mixture of complex high molecular weight organic compoundsm/z = 262
100
80
60
40
20
0
x10
3
262.35262.30262.25262.20262.15262.10262.05262.00
120
100
80
60
40
20
0
x103
m/m = 10 000100
80
60
40
20
0
x103
262.35262.30262.25262.20262.15262.10262.05262.00
100
80
60
40
20
0
x10
3
m/m = 100 000
Exploration in situ : prospective ILMA (astéroïde) – 4/6
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Réunion projets spatiaux du pôle système solaire de l'IPSL - 27 janvier 2010
Modules Instrument
LISAILMA PI/PMH. Cottin PIN. Grand PM
LPC2EIon GunL. Thirkell (PM)
ESADLR
CNES
LISA & sub-contractor
Electronic Box(ILMA/Lander interfaces)
LPC2E & sub-contractor
Integration/TestL. Thirkell (SE)
Lander Integration
Project Management and coordination
ARCIons SourceM. Tajmar (SE)
CoPIs :C. Briois (LPC2E)C. Engrand (CSNSM)
Co-Investigators -M. Aliman (Zeiss GmbH.), D. Bockelée-Morvan (Obs. Paris), J.R. Brucato (Florence Obs.), N. Carasco (LATMOS), M.Chaussidon (CRPG), S. Derenne (Paris), S. Erard (Obs. Paris), M. Fulchignoni (Obs. Paris), A. Glasmachers (U.Wuppertal), M. Hilchenbach (MPS Katlenburg-Lindau), R. Kallenbach (MPS Katlenburg-Lindau), A. Makarov(Thermofisher), P. Michel (Obs. Côte d’Azur), Tomoki Nakamura (Kyushu University), E. Quirico (LPG), S. Russell (NHMLondon), G. Strazzulla (Catania Obs.), C. Szopa (LATMOS), W. Steiger (ARC).
MPSLaser Source
H. Krüger (PM)
LPGIon Trap
R. Thissen (PM)
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