الصفحة الرئيسية > نبذة عنا > غرفة أخبار بيتر سايز > News > Bettersizer S3 Plus قياس حجم وشكل العينات القمرية العائدة من بعثة Chang'E-5

Bettersizer S3 Plus قياس حجم وشكل العينات القمرية العائدة من بعثة Chang'E-5

2021-12-09News

في 17 ديسمبر 2020، هبط المسبار تشانغ إي-5 بسلام حاملاً عينات من القمر. اكتملت المهمة بنجاح، حيث أعادت ما مجموعه 1731 غراماً من عينات الصخور والتربة القمرية.

Figure 1. On-site camera images of the sampling site of the Chang’E-5 mission before and after digging

الشكل 1. صور التقطتها الكاميرا في الموقع لموقع أخذ العينات لمهمة تشانغ إي-5 قبل الحفر وبعده

في 12 يوليو/تموز 2021، حصل مختبر تشيان شويسن التابع للأكاديمية الصينية لتكنولوجيا الفضاء على أول دفعة من العينات القمرية الصادرة عن إدارة الفضاء الوطنية وأجرى أبحاثاً حول حجم العينات ومورفولوجيتها وتكوينها. في 19 أكتوبر 2021، أصدرت الأكاديمية الصينية للعلوم نتائج البحث الخاص بعينات البحث العلمي على القمر تشانغ إي-5، وقد قاد البحث بشكل مستقل علماء صينيون. تم استخدام محلل حجم الجسيمات وشكل الجسيمات بالليزر Bettersizer S3 Plus كمعدات التحليل الرئيسية وأكمل المهمة بنجاح.

Figure 2. The release conference of the first batch of lunar scientific research samples

الشكل 2. مؤتمر إطلاق الدفعة الأولى من عينات البحث العلمي على سطح القمر

Figure 3. Bettersizer S3 Plus laser particle size and shape analyzer

الشكل 3. محلل حجم وشكل الجسيمات بالليزر Bettersizer S3 Plus

إن دراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة القمرية لها أهمية كبيرة لاستكشاف القمر والاستفادة من موارد القمر. ويساعد الكشف عن حجم حبيبات التربة القمرية وتوزيعها بشكل كبير البشر في فهم القمر. ويعكس وجود تكتل للجسيمات وجود موارد مائية على القمر من عدمه، كما يمكن استخدام نتائج التوزيع للاستدلال على الظواهر الطبيعية للقمر، بما في ذلك حقن الرياح الشمسية والتأثيرات الجوية أو الأرصاد الجوية الدقيقة والعوامل الجوية الدقيقة والعوامل الجوية. ومن خلال قياس معلومات شكل وحجم حبيبات التربة القمرية في مواقع مختلفة، يمكن دراسة أسباب اختلاف تضاريس القمر المختلفة. وقد استخدم مختبر تشيان شويسن جهاز Bettersizer S3 Plus لقياس شكل الجسيمات وتوزيع حجم الجسيمات للعينة. Bettersizer S3 Plus هو مزيج من حيود الليزر وتحليل الصور الديناميكي. كلتا التقنيتين تكملان بعضهما البعض لتوسيع نطاق التحليل، وتحقيق قياس دقيق لحجم الجسيمات للعينات المليمترية والميكرومترية وحتى النانومترية، كما تسمح للباحثين بمعرفة شكل الجسيمات بشكل جيد.

'تم قياس حجم الجسيمات وتوزيعات شكلها لـ CE-5 LR عن طريق مقياس حيود الليزر Bettersizer S3 Plus المقترن بمحلل الصور. يمكن لمقياس حيود الليزر بطول موجي ضوئي يبلغ 532 نانومتر تحليل أحجام الجسيمات بين 0.01 و3500 ميكرومتر. في حين تم تسجيل صور الجسيمات وتحليلها في نطاق حجم يتراوح بين 2 - 3500 ميكرومتر.' (Science China) سيتم نشر هذه الورقة البحثية في مارس 2022.

$Figure 4. Laser diffraction + dynamic imaging two-in-one system (Bettersize patented technology)$

الشكل 4. نظام حيود الليزر + نظام التصوير الديناميكي ثنائي في واحد (تقنية بيترسايز الحاصلة على براءة اختراع)

ووفقًا للتجارب، فإن التربة القمرية لها نطاق واسع من توزيع حجم الجسيمات، حيث تصل الجسيمات الصغيرة إلى 0.31 ميكرومتر والجسيمات الكبيرة إلى 515.70 ميكرومتر. وفقًا لمخطط التوزيع التراكمي لحجم الجسيمات، فإن قيم حجم الجسيمات النموذجية المستخدمة عادةً في تحليل التربة: D10 وD30 وD50 وD60 هي 4.75 ± 0.39 ميكرومتر، و24.34 ± 0.91 ميكرومتر، و55.24 ± 0.96 ميكرومتر، و71.87 ± 0.89 ميكرومتر. يمكن ملاحظة التوزيع الواسع لحجم عينات التربة القمرية من مخطط التوزيع الترددي لحجم الجسيمات، ويكون توزيع حجم الجسيمات على شكل متصل. تُظهر الصورة التي التقطتها كاميرا CCD عالية السرعة المجهزة في Bettersizer S3 Plus أن حبيبات التربة القمرية لها شكل موحد، بمتوسط دائرية 0.875، وحوالي 10% فقط من الجسيمات لها دائرية أصغر من هذه القيمة.

وتختلف هذه النتيجة عن نتائج القياس السابقة لعينات التربة القمرية التي أحضرها برنامج أبولو. ويكمن سبب الاختلاف في طريقة التصنيف - فقد استخدمت عينات التربة القمرية من برنامج أبولو طريقة النخل على أساس الجودة. من عام 2008 إلى عام 2010، استُخدمت طريقة الليزر لتحليل عينات تربة أبولو القمرية مرة أخرى، وكانت نتيجة القطر الأوسط 66.47-30.05 ميكرومتر، وهي أقرب إلى نتيجة Bettersizer S3 Plus. يتميز جهاز Bettersizer S3 Plus بتأثير تشتيت أقوى على العينات، ويتجنب ظاهرة التكتل المحتملة لطريقة الفرز، ولن يتسبب في تلف العينات الثمينة وفقدانها، كما أن النتائج أكثر سهولة وموثوقية.

Figure 5. Particle shape and size distributions of the lunar sample CE5C0400.

الشكل 5. شكل الجسيمات وتوزيعات حجم العينة القمرية CE5C0400. (أ) صور تمثيلية للجسيمات المنفردة عن طريق حيود الليزر؛ (ب) التوزيع الدائري بأحجام تتراوح بين 15.0 و438.2 ميكرومتر؛ (ج) التوزيع المئوي للحجم؛ (د) التوزيع الحجمي التراكمي عن طريق حيود الليزر.

الجدول ١ الخصائص الفيزيائية الأساسية للعينة القمرية CE5C0400 التي أعادتها بعثة Chang'E-5

Table 1 Basic physical properties of lunar sample CE5C0400 returned by the Chang’E-5 mission

قدمت Bettersizer S3 Plus العديد من المساهمات البارزة الأخرى في أبحاث التربة القمرية، وتوفر تقنية الليزر والصور المدمجة المساعدة في الأبحاث المختبرية. استخدم مختبر تشيان شويسن محاكاة التربة القمرية للتحقق من دقة الجهاز. كانت النتائج التجريبية لشكل الجسيمات وحجم الجسيمات دقيقة وموثوقة، والنتائج التحليلية التي قدمتها الأداة ذات مرجعية كبيرة. ولذلك، واصل مختبر تشيان شوسين اختيار أدوات بيترسايز لدراسة حجم ومورفولوجيا عينات التربة القمرية الحقيقية الثمينة.

وعلى الجانب الآخر من كوكب الأرض، استخدم معهد علوم البيئة والأرض في جامعة ميونيخ في ألمانيا أيضًا أجهزة Bettersize لتحليل التربة القمرية وأبحاثها. كما حصلت نتائج Bettersizer S3 Plus على تقييمات رائعة من المختبر.

Figure 6. The Bettersizer S3 Plus currently in service at the Institute of Environment and Earth at the University of Munich, Germany

الشكل 6. جهاز Bettersizer S3 Plus الموجود حاليًا في الخدمة في معهد البيئة والأرض في جامعة ميونيخ بألمانيا

استخدمت العديد من مشاريع البحث العلمي الدولية المتطورة جهاز تحليل حجم الجسيمات وشكلها بالليزر Bettersizer S3 Plus في أبحاث المشاريع، ولتحليل العينات النادرة. ستستمر شركة Bettersize Instruments في تحسين تقنيتها في المستقبل ومساعدة صناعة الطيران الوطنية والدولية على الارتقاء إلى مستوى أعلى بجودة منتج فائقة.

لمزيد من المعلومات حول مهمة Chang' E-5، يرجى زيارةhttps://bit.ly/3oF00YE
لمزيد من المعلومات حول Bettersizer S3 Plus، يرجى زيارةhttps://bit.ly/3rQiHeb

Rate this article

Share On