Heinäkuussa 2020 Mars 2020 Rover - viimeisin NASA: n Marsin tutkimusohjelmasta - aloittaa pitkän matkan Punaiselle planeetalle. Kuuma korkokengät Tilaisuus ja Uteliaisuus rovers, Mars 2020 rover yrittää vastata joihinkin kiireellisimpiin kysymyksiin, joita meillä on Marsista. Näistä tärkein on se, oliko planeetalla aikaisemmin asumisolosuhteita vai ei, ja oliko siellä olemassa mikrobien elämää.
Tätä varten Mars 2020rover hakee poranäytteitä Marsin kallioperästä ja asettaa ne välimuistiin. Tulevat miehitysmatkat voivat hakea nämä näytteet ja viedä ne takaisin maan päälle analysoitavaksi. NASA ilmoitti kuitenkin äskettäisessä ilmoituksessa, että pala Marsin meteoriaa seuraa Mars 2020 rover takaisin Marsiin, jota käytetään roverin arvokkaan laserskannerin kalibrointiin.
Tämä laserskanneri tunnetaan nimellä Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemical (SHERLOC). Laserin resoluutio pystyy valaisemaan kivinäytteiden hienoimmatkin piirteet, joihin voi sisältyä fossiilisia mikro-organismeja. Mutta tämän saavuttamiseksi laser vaatii kalibrointikohteen, jotta tiederyhmä voi hienosäätää sen asetuksia.
Tavallisesti nämä kalibrointikohteet koskevat kivi-, metalli- tai lasipalasia, näytteitä, jotka ovat seurausta monimutkaisesta geologisesta historiasta. JPL-tutkijat esittelivät SHERLOCin kalibrointitarpeita kuitenkin melko innovatiivisen idean. Miljardeja vuosia Mars on kokenut iskut, jotka ovat lähettäneet kappaleita sen pinnasta kiertoradalle. Joissain tapauksissa nämä kappaleet saapuivat maan päälle meteoriittien muodossa, joista osa on tunnistettu.
Vaikka nämä meteoriitit ovat harvinaisia eivätkä ole identtisiä geologisesti monimuotoisten näytteiden kanssa, Mars 2020 Rover kerää, ne soveltuvat hyvin kohdeharjoitteluun. Kuten SHERLOCin perustutkija Luther Beegle JPL: stä, sanoi äskettäisessä NASA: n lehdistötiedotteessa:
”Opiskelemme asioita niin hienolla asteikolla, että lämpötilan muutosten tai jopa hiekkaan laskeutuvan roverin aiheuttamat pienet poikkeamat saattavat edellyttää meitä korjaamaan tavoitteemme. Tutkimalla kuinka instrumentti näkee kiinteän kohteen, ymmärrämme kuinka se näkee palan Marsin pinnasta. ”
Tässä suhteessa Mars 2020 Rover on hyvässä seurassa. Esimerkiksi, uteliaisuus: n käytti kemian ja kameran (ChemCham) -instrumenttiaan - joka perustuu laserin indusoimaan hajoamisspektroskopiaan (LIBS) - määrittääkseen saatujen kivi- ja maa-näytteiden alkuainekoostumukset. Samoin Tilaisuus Roverin pienoislämpöpäästöspektrometri (Mini-TES) salli tämän roverin havaita kivien koostumus etäältä.
SHERLOC on kuitenkin ainutlaatuinen siinä mielessä, että se on ensimmäinen Marsiin käytettävä instrumentti, joka käyttää Raman- ja fluoresenssispektroskopiaa. Raman-spektroskopia koostuu materiaalien altistamisesta valolle näkyvällä, lähellä infrapuna-alueella tai lähellä ultraviolettiväliä ja mittaamisesta, kuinka fotonit reagoivat. Perustuen siihen, kuinka niiden energiatasot muuttuvat ylös tai alas, tutkijat kykenevät määrittämään tiettyjen elementtien esiintymisen.
Fluoresenssispektroskopia perustuu ultraviolettilasereihin elektronien kiihdyttämiseksi hiilipohjaisissa yhdisteissä, mikä saa aikaan kemikaaleja, joiden tiedetään muodostuvan elämän ollessa läsnä (ts. Biosignaatit). SHERLOC kuvaa myös tutkimuksensa kiviä, joiden avulla tiederyhmä voi kartoittaa löytämänsä kemialliset allekirjoitukset Marsin pinnan yli.
SHERLOC-joukkue tarvitsi tarkoitukseen näytteen, joka olisi riittävän vankka kestämään laukaisun ja laskeutumisen aiheuttamat voimakkaat tärinät. He tarvitsivat myös sellaisen, joka sisälsi oikeita kemikaaleja SHERLOCin herkkyyden testaamiseksi biosignaaleille. Johnson-avaruuskeskuksen ja Lontoon luonnonhistoriallisen museon avulla he päättivät lopulta näytteen Sayh al Uhaymir 008 -meteoriitista (alias SaU008).
Tämä meteoriitti, joka löydettiin Omanista vuonna 1999, oli karkeampi kuin muut näytteet ja voitiin viipaloida ilman loppua meteoriitin hilseilystä. Seurauksena on, että SaU008 on ensimmäinen Marsin meteoriittinäyte, joka auttaa tutkijoita etsimään aiempia merkkejä elämästä Marsilla. Se on myös ensimmäinen Marsin meteoriitti, jolla pala itsestään palataan pinta Marsista - tosin teknisesti ei ensimmäinen, joka lähetetään takaisin.
Tämä kunnia myönnetään Nigeriasta vuonna 1962 haetulle meteoriitille Zagamille, jonka pala itsestään lähetettiin takaisin Marsiin Mars Global Surveyor (MGS) vuonna 1999. Tämä operaatio päättyi vuonna 2007, joten tämä palat on lentänyt Marsin kiertoradalla siitä lähtien. Lisäksi joukkue takana Mars 2020SuperCam-instrumentti lisää myös Marsin meteoriittia omiin kalibrointikokeisiin.
Yhdessä SaU008-bittien kanssa Mars 2020 hyötykuorma sisältää näytteitä edistyneistä materiaaleista. Sen lisäksi, että näitä materiaaleja käytetään myös SHERLOC-kalibrointiin, ne testataan myös nähdäkseen, kuinka ne kestävät Marsin säätä ja säteilyä. Jos ne osoittautuvat tarpeeksi koviksi selviytyäkseen Marsin pinnalla, näitä materiaaleja voitaisiin käyttää avaruuspukujen, käsineiden ja kypärien valmistukseen tuleville astronauteille.
Kuten Marc Fries, SHERLOC-tutkija ja ulkopuolisten materiaalien kuraattori Johnson Space Centerissä, sanoivat:
”SHERLOC-instrumentti on arvokas tilaisuus valmistautua ihmisen avaruuslentoihin ja suorittaa perustutkimuksia Marsin pinnasta. Se antaa meille kätevän tavan testata materiaalia, joka pitää tulevat astronautit turvassa Marsille saapuessaan. "
Jokaisella Marsiin lähetetyllä robottioperaatiolla NASA ja muut avaruusjärjestöt työskentelevät kohti päivää, jolloin astronautien saappaat koskettavat lopulta Punaista planeettaa. Kun ensimmäinen miehitysmatka Marsiin suoritetaan (nykyisin suunniteltu 2030-luvulle), he seuraavat jonkin todella uskottoman robottimatkailijan jälkeillä!
