In juli 2020 kwam de Mars 2020 rover - het nieuwste van NASA's Mars Exploration Program - begint aan zijn lange reis naar de Rode Planeet. Heet op de hielen van de Kans en Nieuwsgierigheid rovers, de Mars 2020 Rover zal proberen een aantal van de meest prangende vragen over Mars te beantwoorden. De belangrijkste hiervan is of de planeet in het verleden al dan niet bewoonbare omstandigheden had en of er al dan niet microbieel leven bestond.
Daartoe heeft de Mars 2020rover zal boormonsters van Martiaanse rots verkrijgen en deze opzij zetten in een cache. Toekomstige bemande missies kunnen deze monsters ophalen en terugbrengen naar de aarde voor analyse. In een recente aankondiging gaf NASA echter aan dat een stuk van een Martiaanse meteoor de Mars 2020 rover terug naar Mars, die zal worden gebruikt om de kostbare laserscanner van de rover te kalibreren.
Deze laserscanner staat bekend als het Scanning Habitable Environments with Raman and Luminescence for Organics and Chemicals (SHERLOC) -instrument. De resolutie van de laser kan zelfs de beste eigenschappen van gesteentemonsters belichten, waaronder versteende micro-organismen. Maar om dit te bereiken, heeft de laser een kalibratiedoel nodig, zodat het wetenschapsteam de instellingen kan verfijnen.
Gewoonlijk omvatten deze kalibratiedoelen stukjes steen, metaal of glas, monsters die het resultaat zijn van een complexe geologische geschiedenis. Bij het beantwoorden van de SHERLOC-kalibratiebehoeften kwamen JPL-wetenschappers met een nogal innovatief idee. Mars heeft al miljarden jaren te maken gehad met inslagen die delen van het oppervlak in een baan om de aarde hebben gestuurd. In sommige gevallen kwamen die stukken naar de aarde in de vorm van meteorieten, waarvan sommige zijn geïdentificeerd.
Hoewel deze meteorieten zeldzaam zijn en niet identiek aan de geologisch diverse monsters de Mars 2020 rover zal verzamelen, ze zijn zeer geschikt voor schietoefeningen. Zoals Luther Beegle van JPL, de hoofdonderzoeker van SHERLOC, zei in een recente persverklaring van NASA:
"We bestuderen dingen op zo'n fijne schaal dat kleine verkeerde uitlijningen, veroorzaakt door temperatuursveranderingen of zelfs de rover die zich in het zand nestelt, ons ertoe kunnen brengen ons doel te corrigeren. Door te bestuderen hoe het instrument een vast doel ziet, kunnen we begrijpen hoe het een stuk van het oppervlak van Mars zal zien. ”
In dit opzicht is de Mars 2020 rover is in goed gezelschap. Bijvoorbeeld, Nieuwsgierigheid gebruikte zijn Chemistry and Camera (ChemCham) -instrument - dat vertrouwt op laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) - om de elementaire composities van gesteente- en bodemmonsters te bepalen die het heeft verkregen. Evenzo is de Kans Met de Miniature Thermal Emission Spectrometer (Mini-TES) van de Rover kon deze Rover de samenstelling van rotsen op afstand detecteren.
SHERLOC is echter uniek omdat het het eerste instrument op Mars is dat gebruik maakt van Raman en fluorescentiespectroscopie. Raman-spectroscopie bestaat uit het blootstellen van materialen aan licht in het zichtbare, nabij-infrarood of nabij ultraviolette bereik en meten hoe de fotonen reageren. Op basis van hoe hun energieniveau omhoog of omlaag verschuift, kunnen wetenschappers de aanwezigheid van bepaalde elementen bepalen.
Fluorescentiespectroscopie vertrouwt op ultraviolette lasers om de elektronen in koolstofgebaseerde verbindingen te exciteren, waardoor chemicaliën waarvan bekend is dat ze zich vormen in aanwezigheid van leven (d.w.z. biosignaturen), gaan gloeien. SHERLOC zal ook de rotsen fotograferen die het bestudeert, waardoor het wetenschappelijke team de chemische handtekeningen die het over het oppervlak van Mars vindt in kaart kan brengen.
Voor hun doeleinden had het SHERLOC-team een monster nodig dat stevig genoeg was om bestand te zijn tegen de intense trillingen veroorzaakt door lancering en landing. Ze hadden er ook een nodig die de juiste chemicaliën bevatte om de gevoeligheid van SHERLOC voor biosignaturen te testen. Met behulp van het Johnson Space Center en het Natural History Museum in Londen hebben ze uiteindelijk gekozen voor een monster van de Sayh al Uhaymir 008-meteoriet (ook bekend als SaU008).
Deze meteoriet, die in 1999 in Oman werd gevonden, was robuuster dan andere monsters en kon worden gesneden zonder dat de rest van de meteoriet schilferde. Als gevolg hiervan zal SaU008 het eerste Mars-meteorietmonster zijn dat wetenschappers helpt te zoeken naar tekenen van leven in het verleden op Mars. Het zal ook de eerste Mars-meteoriet zijn die een stuk van zichzelf teruggeeft aan de oppervlakte van Mars - hoewel technisch gezien niet de eerste die is teruggestuurd.
Die eer gaat naar Zagami, een meteoriet die in 1962 in Nigeria werd teruggevonden en die een stuk van zichzelf naar Mars had teruggestuurd aan boord van de Mars Global Surveyor (MGS) in 1999. Die missie eindigde in 2007, dus sindsdien zweeft deze brok rond in de baan van Mars. Daarnaast staat het team achter Mars 2020‘S SuperCam-instrument zal ook een Mars-meteoriet toevoegen voor hun eigen kalibratietests.
Samen met stukjes SaU008, de Mars 2020 laadvermogen omvat monsters van geavanceerde materialen. Behalve dat ze ook worden gebruikt om SHERLOC te kalibreren, zullen deze materialen worden getest om te zien hoe ze het weer en de straling van Mars aankunnen. Als ze sterk genoeg blijken te zijn om te overleven op het oppervlak van Mars, kunnen deze materialen worden gebruikt bij de fabricage van ruimtepakken, handschoenen en helmen voor toekomstige astronauten.
Zoals Marc Fries, een co-onderzoeker van SHERLOC en curator van buitenaardse materialen bij Johnson Space Center, het verwoordde:
“Het SHERLOC-instrument is een waardevolle gelegenheid om zich voor te bereiden op de bemande ruimtevaart en om fundamenteel wetenschappelijk onderzoek te doen naar het oppervlak van Mars. Het biedt ons een gemakkelijke manier om materiaal te testen dat toekomstige astronauten veilig zal houden wanneer ze op Mars aankomen. ”
Bij elke robotmissie die naar Mars wordt gestuurd, werken NASA en andere ruimteagentschappen naar de dag dat de laarzen van astronauten eindelijk de Rode Planeet zullen raken. Wanneer de eerste bemande missie naar Mars wordt uitgevoerd (momenteel gepland voor de jaren 2030), zullen ze de sporen volgen van een aantal echt onverschrokken robotverkenners!
