I juli 2020 blev Mars 2020 rover - det seneste fra NASAs Mars Exploration Program - begynder sin lange rejse til den røde planet. Varm på hælene på Lejlighed og Nysgerrighed rovers, the Mars 2020 rover vil forsøge at besvare nogle af de mest presserende spørgsmål, vi har om Mars. Fremst blandt disse er, om planeten havde beboelige betingelser i fortiden, eller om der eksisterede mikrobielt liv der eller ej.
Til dette formål Mars 2020rover vil få boreprøver af Marsberg og lægge dem til side i en cache. Fremtidige besætningsopgaver kan hente disse prøver og bringe dem tilbage til Jorden til analyse. I en nylig meddelelse angav NASA imidlertid, at et stykke af en Martian-meteor vil ledsage Mars 2020 rover tilbage til Mars, som vil blive brugt til at kalibrere roverens dyrebare laserskanner.
Denne laserscanner er kendt som Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) instrument. Laseropløsningen er i stand til at belyse selv de fineste træk i stenprøver, der kan omfatte fossiliserede mikroorganismer. Men for at opnå dette kræver laseren et kalibreringsmål, så videnskabsteamet kan finjustere sine indstillinger.
Normalt involverer disse kalibreringsmål stykker sten, metal eller glas, prøver, der er resultatet af en kompleks geologisk historie. Når de imødekommer SHERLOCs kalibreringsbehov, kom JPL-forskere imidlertid med en ret innovativ idé. I milliarder af år har Mars oplevet påvirkninger, der har sendt stykker af dens overflade i kredsløb. I nogle tilfælde kom disse stykker til Jorden i form af meteoritter, hvoraf nogle er blevet identificeret.
Mens disse meteoritter er sjældne og ikke identiske med de geologisk forskellige prøver Mars 2020 rover vil samle, de er velegnede til måløvelse. Som Luther Beegle fra JPL, den primære efterforsker for SHERLOC, sagde i en nylig pressemeddelelse fra NASA:
”Vi studerer ting i en så fin skala, at små ujævnheder, forårsaget af ændringer i temperatur eller endda rover, der sætter sig i sand, kan kræve, at vi korrigerer vores mål. Ved at studere, hvordan instrumentet ser et fast mål, kan vi forstå, hvordan det vil se et stykke af Marsoverfladen. ”
I denne henseende Mars 2020 rover er i godt selskab. For eksempel, nysgerrighed er brugte sit Chemistry and Camera (ChemCham) instrument - som er afhængig af laserinduceret nedbrydningsspektroskopi (LIBS) - til at bestemme de grundlæggende sammensætninger af sten og jordprøver, den har opnået. Tilsvarende Lejlighed rover's Miniature Thermal Emission Spectrometer (Mini-TES) gjorde det muligt for denne rover at registrere sammensætningen af klipper fra afstand.
SHERLOC er imidlertid unik, da det vil være det første instrument, der er indsat til Mars, der bruger Raman og fluorescensspektroskopi. Raman-spektroskopi består af at udsætte materialer for lys i det synlige, nær infrarøde eller i nærheden af ultraviolet rækkevidde og måle, hvordan fotonerne reagerer. Baseret på hvordan deres energiniveau skifter op eller ned, er forskere i stand til at bestemme tilstedeværelsen af visse elementer.
Fluorescensspektroskopi er afhængig af ultraviolette lasere for at begejse elektronerne i kulstofbaserede forbindelser, hvilket får kemikalier, der vides at dannes i nærvær af liv (dvs. biosignaturer), at glødes. SHERLOC vil også fotografere de klipper, den studerer, hvilket vil give videnskabsteamet mulighed for at kortlægge de kemiske underskrifter, det finder på tværs af Mars's overflade.
Til deres formål havde SHERLOC-teamet brug for en prøve, der ville være solid nok til at modstå de intense vibrationer forårsaget af lancering og landing. De havde også brug for et, der indeholdt de rigtige kemikalier til at teste SHERLOC's følsomhed over for biosignaturer. Ved hjælp af Johnson Space Center og Natural History Museum i London besluttede de i sidste ende en prøve fra Sayh al Uhaymir 008-meteoritten (alias SaU008).
Denne meteorit, der blev fundet i Oman i 1999, var mere robust end andre prøver og kunne skives uden resten af meteoritten flager. Som et resultat vil SaU008 være den første Mars-meteoritprøve, der hjælper forskere med at se efter fortidens tegn på liv på Mars. Det vil også være den første Martian-meteorit, der får et stykke af sig selv tilbage til overflade af Mars - dog teknisk set ikke den første, der blev sendt tilbage.
Denne ære går til Zagami, en meteorit hentet i Nigeria i 1962, som fik et stykke af sig selv sendt tilbage til Mars ombord på Mars Global Surveyor (MGS) i 1999. Denne mission sluttede i 2007, så denne del har svævet rundt i Mars 'bane lige siden. Derudover holdet bag Mars 2020'S SuperCam-instrument tilføjer også en Martian-meteorit til deres egne kalibreringstest.
Sammen med stykker af SaU008, Mars 2020 nyttelast inkluderer prøver af avanceret materiale. Bortset fra at de også bruges til at kalibrere SHERLOC, vil disse materialer blive testet for at se, hvordan de holder op med Martins vejr og stråling. Hvis de viser sig at være hårde nok til at overleve på Marsoverfladen, kunne disse materialer bruges til fremstilling af rumdragter, handsker og hjelme til fremtidige astronauter.
Som Marc Fries, en SHERLOC-efterforsker og kurator af udenjordiske materialer ved Johnson Space Center, udtrykte det:
”SHERLOC-instrumentet er en værdifuld mulighed for at forberede sig på menneskelig rumflugt samt at udføre grundlæggende videnskabelige undersøgelser af Marsoverfladen. Det giver os en praktisk måde at teste materiale, der vil sikre fremtidige astronauter, når de kommer til Mars. ”
Med hver robotopgave, der sendes til Mars, arbejder NASA og andre rumfartsbureauer mod den dag, hvor astronauternes støvler endelig vil berøre den røde planet. Når den første besatte mission til Mars udføres (aktuelt planlagt til 2030'erne), vil de følge i sporene efter nogle virkelig uanstændige robotudforskere!
