I juli 2020 ble Mars 2020 rover - det siste fra NASAs Mars Exploration Program - vil begynne sin lange reise til den røde planeten. Hot på hælene på Mulighet og Nysgjerrighet rovere, the Mars 2020 rover vil prøve å svare på noen av de mest presserende spørsmålene vi har om Mars. Fremst blant disse er om planeten hadde beboelige forhold i fortiden eller ikke, og om det eksisterte mikrobielt liv der eller ikke.
For dette formål, Mars 2020rover vil skaffe borprøver av Marsberg og legge dem til side i en cache. Fremtidige besetningsoppdrag kan hente disse prøvene og bringe dem tilbake til jorden for analyse. I en fersk kunngjøring indikerte imidlertid NASA at et stykke av en Martian-meteor vil følge med Mars 2020 rover tilbake til Mars, som vil bli brukt til å kalibrere roverens dyrebare laserskanner.
Denne laserskanneren er kjent som Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) instrument. Laseroppløsningen er i stand til å belyse selv de fineste funksjonene i bergprøver, som kan inkludere fossiliserte mikroorganismer. Men for å oppnå dette, krever laseren et kalibreringsmål slik at vitenskapsteamet kan finjustere innstillingene.
Vanligvis involverer disse kalibreringsmålene deler av stein, metall eller glass, prøver som er resultatet av en kompleks geologisk historie. Når de imøtok SHERLOCs kalibreringsbehov, kom imidlertid JPL-forskere med en ganske nyskapende idé. I milliarder av år har Mars opplevd påvirkninger som har sendt deler av overflaten til bane. I noen tilfeller kom disse brikkene til Jorden i form av meteoritter, hvorav noen er identifisert.
Mens disse meteorittene er sjeldne og ikke identiske med de geologisk forskjellige prøvene Mars 2020 rover vil samle, de er godt egnet for måløvelse. Som Luther Beegle fra JPL, hovedetterforsker for SHERLOC, sa i en fersk pressemelding fra NASA:
"Vi studerer ting i en så fin skala at små feiljusteringer, forårsaket av temperaturendringer eller til og med rover som legger seg i sand, kan kreve at vi korrigerer vårt mål. Ved å studere hvordan instrumentet ser et fast mål, kan vi forstå hvordan det vil se et stykke av Marsoverflaten. ”
I så henseende Mars 2020 rover er i godt selskap. For eksempel, nysgjerrighet er brukte instrumentet Chemistry and Camera (ChemCham) - som er avhengig av laser-indusert nedbrytingsspektroskopi (LIBS) - for å bestemme de grunnleggende sammensetningene av berg- og jordprøver den har fått. Tilsvarende Mulighet rover's Miniature Thermal Emission Spectrometer (Mini-TES) tillot denne roveren å oppdage sammensetningen av bergarter på avstand.
SHERLOC er imidlertid unik i og med at det vil være det første instrumentet som er distribuert til Mars som bruker Raman og fluorescensspektroskopi. Raman-spektroskopi består av å utsette materialer for lys i det synlige, nær infrarøde eller i nærheten av ultrafiolett område og måle hvordan fotonene reagerer. Basert på hvordan energinivået deres skifter opp eller ned, er forskere i stand til å bestemme tilstedeværelsen av visse elementer.
Fluorescensspektroskopi er avhengig av ultrafiolette lasere for å begeistre elektronene i karbonbaserte forbindelser, noe som får kjemikalier som er kjent å danne i nærvær av liv (dvs. biosignaturer) til å glødes. SHERLOC vil også fotografere bergartene den studerer, noe som vil gjøre det mulig for vitenskapsteamet å kartlegge de kjemiske signaturene den finner over Mars-overflaten.
For deres formål trengte SHERLOC-teamet en prøve som ville være solid nok til å motstå de intense vibrasjonene forårsaket av utskytning og landing. De trengte også et som inneholdt riktige kjemikalier for å teste SHERLOCs følsomhet for biosignaturer. Ved hjelp av Johnson Space Centre og Natural History Museum i London bestemte de seg til slutt for en prøve fra Sayh al Uhaymir 008-meteoritten (aka. SaU008).
Denne meteoritten, som ble funnet i Oman i 1999, var mer robust enn andre prøver og kunne skiver uten resten av meteoritten. Som et resultat vil SaU008 være den første Mars-meteorittprøven som hjelper forskere å lete etter tidligere tegn på liv på Mars. Det vil også være den første Martian-meteoritten som får et stykke av seg selv tilbake til flate av Mars - dog teknisk sett ikke den første som ble sendt tilbake.
Den æren går til Zagami, en meteoritt hentet i Nigeria i 1962, som hadde et stykke av seg selv sendt tilbake til Mars ombord i Mars Global Surveyor (MGS) i 1999. Det oppdraget ble avsluttet i 2007, så denne delen har flydd rundt i bane rundt Mars helt siden. I tillegg er teamet bak Mars 2020SuperCam-instrumentet vil også legge til en Martian-meteoritt for sine egne kalibreringstester.
Sammen med biter av SaU008, the Mars 2020 nyttelasten vil inkludere prøver av avansert materiale. Bortsett fra at de også blir brukt til å kalibrere SHERLOC, vil disse materialene bli testet for å se hvordan de holder opp til marsvær og stråling. Hvis de viser seg å være tøffe nok til å overleve på Marsoverflaten, kan disse materialene brukes til fremstilling av romdrakter, hansker og hjelmer for fremtidige astronauter.
Som Marc Fries, en SHERLOC-medetterforsker og kurator av utenomjordiske materialer ved Johnson Space Center, sa det:
“SHERLOC-instrumentet er en verdifull mulighet til å forberede seg på menneskelig romfart samt å utføre grunnleggende vitenskapelige undersøkelser av Marsoverflaten. Det gir oss en praktisk måte å teste materiale som vil holde fremtidige astronauter trygge når de kommer til Mars. ”
Med hvert robotoppdrag som sendes til Mars, jobber NASA og andre romfartsorganisasjoner mot dagen da astronautens støvler endelig vil berøre den røde planeten. Når den første besetningen til Mars blir utført (aktuelt planlagt til 2030-årene), vil de følge i sporene til noen virkelig utrørte robotutforskere!
