В июле 2020 года Марс 2020 Ровер - последняя из программы НАСА по исследованию Марса - начнет свой долгий путь на Красную планету. По горячим следам Возможность а также Любопытство роверы Марс 2020 Ровер попытается ответить на некоторые из самых насущных вопросов о Марсе. Главным среди них является то, были ли на планете обитаемые условия в прошлом и существовала ли там микробная жизнь.
С этой целью Марс 2020Ровер получит образцы буровых марсианских пород и отложит их в тайник. Будущие миссии с экипажем могут получить эти образцы и вернуть их на Землю для анализа. Однако в недавнем объявлении НАСА указало, что часть марсианского метеора будет сопровождать Марс 2020 ровер обратно на Марс, который будет использоваться для калибровки драгоценного лазерного сканера ровера.
Этот лазерный сканер известен как инструмент «Сканирующая среда обитания с комбинационным и люминесцентным излучением для органических и химических веществ» (SHERLOC). Разрешение лазера способно освещать даже самые мелкие элементы в образцах горных пород, которые могут включать окаменелые микроорганизмы. Но для достижения этого лазер требует калибровки цели, чтобы научная команда могла настроить его параметры.
Обычно эти калибровочные цели включают куски камня, металла или стекла, образцы, которые являются результатом сложной геологической истории. Однако при решении задач калибровки SHERLOC ученые JPL выдвинули довольно инновационную идею. В течение миллиардов лет Марс испытывал удары, которые отправляли куски его поверхности на орбиту. В некоторых случаях эти кусочки попали на Землю в форме метеоритов, некоторые из которых были идентифицированы.
Хотя эти метеориты редки и не идентичны геологически разнообразным образцам, Марс 2020 Ровер будет собирать, они хорошо подходят для целевой практики. Как сказал в недавнем заявлении для прессы НАСА Лютер Бигл из JPL, главный исследователь SHERLOC:
«Мы изучаем вещи в таком мелком масштабе, что небольшие смещения, вызванные изменениями температуры или даже посадки ровера в песок, могут потребовать от нас исправления нашей цели. Изучая, как инструмент видит неподвижную цель, мы можем понять, как он увидит кусочек марсианской поверхности ».
В этом отношении Марс 2020 Ровер в хорошей компании. Например, любопытства использовал свой инструмент «Химия и камера» (ChemCham), который основан на лазерной спектроскопии пробоя (LIBS), чтобы определить элементный состав полученных образцов горных пород и почвы. Точно так же Возможность Миниатюрный термоэмиссионный спектрометр ровера (Mini-TES) позволил этому марсоходу определять состав камней на расстоянии.
Тем не менее, SHERLOC уникален тем, что это будет первый инструмент, развернутый на Марсе, который использует рамановскую и флуоресцентную спектроскопию. Рамановская спектроскопия состоит в том, что материалы подвергают воздействию света в видимом, ближнем инфракрасном или ближнем ультрафиолетовом диапазоне и измеряют реакцию фотонов. На основании того, как их энергетические уровни сдвигаются вверх или вниз, ученые могут определить наличие определенных элементов.
Флуоресцентная спектроскопия использует ультрафиолетовые лазеры для возбуждения электронов в соединениях на основе углерода, что вызывает свечение химических веществ, которые, как известно, образуются в присутствии жизни (то есть биосигнатуры). SHERLOC также сфотографирует изучаемые им породы, что позволит научной группе нанести на карту химические сигнатуры, обнаруженные на поверхности Марса.
Для их целей команде SHERLOC требовался образец, который был бы достаточно прочным, чтобы выдерживать интенсивные вибрации, вызванные взлетом и посадкой. Им также нужен был тот, который содержал бы правильные химикаты для проверки чувствительности SHERLOC к биосигнатурам. С помощью Космического центра им. Джонсона и Музея естественной истории в Лондоне они в конечном итоге выбрали образец метеорита Sayh al Uhaymir 008 (он же SaU008).
Этот метеорит, который был найден в Омане в 1999 году, был более прочным, чем другие образцы, и его можно было разрезать без отслаивания остальной части метеорита. В результате SaU008 станет первым марсианским образцом метеорита, который поможет ученым искать прошлые признаки жизни на Марсе. Он также будет первым марсианским метеоритом, чей кусок вернется в поверхность Марса - хотя технически не первый, который будет отправлен обратно.
Эта честь принадлежит Zagami, метеориту, найденному в Нигерии в 1962 году, у которого часть самого себя была отправлена обратно на Марс на борту Mars Global Surveyor (MGS) в 1999 году. Эта миссия закончилась в 2007 году, так что этот кусок с тех пор плавает на орбите Марса. Кроме того, команда позади Марс 2020В инструмент SuperCam также будет добавлен марсианский метеорит для собственных калибровочных испытаний.
Наряду с битами SaU008, Марс 2020 Полезная нагрузка будет включать образцы передовых материалов. Помимо того, что они используются для калибровки SHERLOC, эти материалы будут испытаны, чтобы увидеть, как они выдерживают марсианскую погоду и радиацию. Если они окажутся достаточно прочными, чтобы выжить на марсианской поверхности, эти материалы могут быть использованы при изготовлении скафандров, перчаток и шлемов для будущих астронавтов.
Как заметил Марк Фрис, со-исследователь SHERLOC и куратор инопланетных материалов в Космическом Центре Джонсона:
«Прибор SHERLOC - это ценная возможность подготовиться к полету человека в космос, а также провести фундаментальные научные исследования поверхности Марса. Это дает нам удобный способ тестирования материалов, которые обеспечат безопасность будущих астронавтов, когда они доберутся до Марса ».
С каждой роботизированной миссией, отправленной на Марс, НАСА и другие космические агентства работают над тем днем, когда ботинки астронавтов наконец приземлятся на Красной планете. Когда будет проведена первая командная миссия на Марс (в настоящее время запланированная на 2030-е годы), они пойдут по следам некоторых действительно бесстрашных исследователей-роботов!
