I juli 2020, Mars 2020 rover - det senaste från NASA: s Mars Exploration Program - kommer att börja sin långa resa till Röda planeten. Het på hälen på Möjlighet och Nyfikenhet rovers, the Mars 2020 rover kommer att försöka svara på några av de mest pressande frågorna vi har om Mars. De främsta bland dessa är huruvida planeten hade bebodliga förhållanden i det förflutna, och huruvida mikrobiellt liv fanns där eller inte.
För detta ändamål, Mars 2020rover kommer att få borrprover av Martian rock och lägga dem åt sidan i en cache. Framtida besättningsuppdrag kan hämta dessa prover och föra dem tillbaka till jorden för analys. I ett nyligen tillkännagivande indikerade dock NASA att en bit av en Martian-meteor kommer att följa med Mars 2020 rover tillbaka till Mars, som kommer att användas för att kalibrera roverens högvärda laserskanner.
Denna laserskanner är känd som Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) instrument. Laserns upplösning kan belysa även de finaste egenskaperna i bergprover, som kan inkludera fossiliserade mikroorganismer. Men för att uppnå detta kräver lasern ett kalibreringsmål så att vetenskapsteamet kan finjustera sina inställningar.
Vanligtvis innefattar dessa kalibreringsmål bitar av sten, metall eller glas, prover som är resultatet av en komplex geologisk historia. Men när de mötte SHERLOC: s kalibreringsbehov, kom JPL-forskare med en ganska innovativ idé. Under miljarder år har Mars upplevt effekter som har skickat bitar av ytan till en bana. I vissa fall kom dessa bitar till jorden i form av meteoriter, av vilka några har identifierats.
Medan dessa meteoriter är sällsynta och inte identiska med de geologiskt olika proverna Mars 2020 rover kommer att samla, de är väl lämpade för målövning. Som Luther Beegle från JPL, den huvudsakliga utredaren för SHERLOC, sade i ett nyligen uttalande från NASA:
”Vi studerar saker i en så fin skala att små feljusteringar, orsakade av temperaturförändringar eller till och med rover som sätter sig i sand, kan kräva att vi korrigerar vårt mål. Genom att studera hur instrumentet ser ett fast mål kan vi förstå hur det kommer att se en bit av den Martiska ytan. ”
I detta avseende, Mars 2020 rover är i bra sällskap. Till exempel, nyfikenhet s använde instrumentet Chemistry and Camera (ChemCham) - som förlitar sig på laserinducerad nedbrytningspektroskopi (LIBS) - för att bestämma elementkompositionerna för berg- och markprover som den har erhållit. På samma sätt Möjlighet rover's Miniature Thermal Emission Spectrometer (Mini-TES) gjorde det möjligt för denna rover att upptäcka bergens sammansättning på avstånd.
SHERLOC är emellertid unikt på det att det kommer att vara det första instrumentet som distribueras till Mars som använder Raman och fluorescensspektroskopi. Raman-spektroskopi består av att utsätta material för ljus i det synliga, nära infraröda eller nära ultraviolettområdet och mäta hur fotonerna svarar. Baserat på hur deras energinivåer växlar upp eller ner kan forskare bestämma förekomsten av vissa element.
Fluorescensspektroskopi förlitar sig på ultravioletta lasrar för att väcka elektronerna i kolbaserade föreningar, vilket får kemikalier som är kända att bildas i närvaro av liv (dvs biosignaturer) att glöda. SHERLOC kommer också att fotografera de stenar som den studerar, vilket gör det möjligt för vetenskapsteamet att kartlägga de kemiska signaturerna den hittar över Mars ytan.
För deras ändamål behövde SHERLOC-teamet ett prov som skulle vara tillräckligt solid för att motstå de intensiva vibrationer som orsakats av lansering och landning. De behövde också en som innehöll rätt kemikalier för att testa SHERLOCs känslighet för biosignaturer. Med hjälp av Johnson Space Center och Natural History Museum i London beslutade de slutligen ett prov från Sayh al Uhaymir 008-meteoriten (alias SaU008).
Denna meteorit, som hittades i Oman 1999, var mer robust än andra prover och kunde skivas utan att resten av meteoriten fläckade. Som ett resultat kommer SaU008 att vara det första Martian-meteoritprovet som hjälper forskare att leta efter tidigare tecken på liv på Mars. Det kommer också att vara den första Martian-meteoriten att få en del av sig själv tillbaka till yta av Mars - dock tekniskt inte den första som skickades tillbaka.
Den ära går till Zagami, en meteorit som hämtades i Nigeria 1962, som hade en bit av sig själv skickat tillbaka till Mars ombord på Mars Global Surveyor (MGS) 1999. Det uppdraget slutade 2007, så det här stycket har svävat runt i bana till Mars sedan dess. Dessutom teamet bakom Mars 2020SuperCam-instrumentet kommer också att lägga till en Martian-meteorit för sina egna kalibreringstester.
Tillsammans med bitar av SaU008, Mars 2020 nyttolasten kommer att inkludera prover av avancerat material. Bortsett från att också användas för att kalibrera SHERLOC, kommer dessa material att testas för att se hur de håller upp mot Martian väder och strålning. Om de visar sig vara tuffa nog för att överleva på Marsytan kan dessa material användas för tillverkning av rymddräkter, handskar och hjälmar för framtida astronauter.
Som Marc Fries, en SHERLOC-medutredare och kurator av utomjordiska material vid Johnson Space Center, uttryckte det:
”SHERLOC-instrumentet är en värdefull möjlighet att förbereda sig för mänsklig rymdflukt och att utföra grundläggande vetenskapliga undersökningar av den Martiska ytan. Det ger oss ett bekvämt sätt att testa material som kommer att hålla framtida astronauter säkra när de kommer till Mars. ”
Med varje robotuppdrag som skickas till Mars arbetar NASA och andra rymdbyråer mot dagen då astronauternas stövlar äntligen kommer att röra sig på den röda planeten. När det första bemannade uppdraget till Mars genomförs (nuvarande planerat till 2030-talet) kommer de att följa spåren efter några verkligt oförskämda robotutforskare!
