Разом з новим марсоходом в 2020 році на Червону планету полетить її «відвалилася частина»

У липні 2020 року аерокосмічне агентство NASA відправить на Марс нову мобільну автономну наукову лабораторію. Слідами «Оппортьюніті» і «Кьюриости» новий марсохід зробить спробу знайти відповіді на самі інтригуючі питання. Вчені хочуть дізнатися, мала Червона планета відповідні умови для проживання в минулому і жили на ній хоча б мікроби.

Для вирішення цих загадок марсоходу 2020 року необхідно буде отримати зразки буріння марсіанської породи, провести їх аналіз і відкласти їх, що називається, «про запас». Астронавти майбутніх пілотованих місій на Марс зможуть взяти їх з собою і повернути назад на Землю для подальшого аналізу. В ході останніх новин аерокосмічне агентство NASA повідомило, що компанію марсоходу 2020 року складе частина марсіанського метеорита, що впав на Землю. Його планується відправити назад на Марс і використовувати для калібрування нового надточного лазерного сканера SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman Luminescence and for Organics and Chemicals).

Агентство повідомляє, що цей лазер зможе опромінювати навіть самі крихітні частинки породи Марса, в яких потенційно можуть міститися скам'янілості мікроорганізмів. Але для того, щоб установка працювала правило, вона вимагає калібрувальну мета.

Встановлена на роботизовану руку марсохода система SHERLOC буде складатися з спектрометрів, лазера, а також камери, з допомогою яких вона буде виробляти пошук органіки і мінералів, які в минулому могли піддаватися впливу води, а також контакту з мікробної життям

Як правило, для калібрування подібних лазерних установок використовуються частинки каміння, металу або скла, тобто зразки, що є результатом складної геологічної історії. Однак у випадку системи SHERLOC інженери Лабораторії реактивного руху вирішили підійти до проблеми з інноваційною ідеєю. Протягом мільярдів років Марс зазнав бомбардування метеоритами, астероїдами і кометами, які піднімали верхні шари планети вгору. Деяка частина цієї породи просто полетіла в космос, інша ж – могла потрапити на інші планети і в тому числі потрапила на Землю у вигляді метеоритів. Деякі з цих метеоритів вчені виявили і досліджували.

Експерти відзначають, що ці зразки унікальні і зовсім не будуть схожі на ту породу, з якою доведеться зіткнутися марсоходу в 2020 році. Тим не менш вони являють собою ідеальну мішень для калібрування.

«Ми проводимо дослідження зразків на такому тонкому рівні, що навіть невеликі зміни в температурі або навіть просто рух ровера по піску може вимагати від нас черговий калібрування. Вивчивши те, як інструмент буде бачити свою мету, ми зможемо зрозуміти, як він буде бачити свою мету на марсіанській поверхні», — пояснює Лютер Бігл з Лабораторії реактивного руху (JPL), який є головним спеціалістом системи SHERLOC.

Той же інструмент марсохода «Кьюріосіті» ChemCam (Chemistry and Camera) використовує метод лазерної оптико-емісійної спектрометрії для визначення складу породи і грунти, які він збирає. Марсохід «Оппортьюніті», у свою чергу, використовує компактний спектрометр теплового випромінювання (Mini-TES), який дозволяє йому визначати цікаві зразки та їх склад з відстані.

Рохіт Бартия, один з членів команди місії «Марс 2020» тримає шматочок марсіанського метеорита, який відправиться додому

Система SHERLOC в цьому плані унікальна і стане першим науковим інструментом на Марсі, який буде використовувати технологію рамановской і флуоресцентної спектроскопії. Особливість першого полягає в опроміненні досліджуваного матеріалу видимим, ближнім інфрачервоним або ближнім ультрафіолетовим випромінюванням, а також дослідженні того, як на це реагують фотони. В залежності від того, як будуть змінюватися енергетичні рівні (знижуватися або, навпаки, підвищуватися), можна визначити наявність у досліджуваному зразку тих або інших хімічних елементів.

Флуоресцентна спектроскопія спирається на використання ультрафіолетових лазерів, які збуджують знаходяться у вуглецевих з'єднаннях електрони і тим самим викликають їх світіння, вказуючи на наявність життя (тобто биосигнатур). Крім того, SHERLOC буде вести фотографування зразків каменів і породи, які він буде вивчати, що дозволить наукової команді скласти карту хімічних сигнатур, які будуть виявлені на поверхні Марса.

Для цих цілей наукової команді SHERLOC потрібно контрольний зразок. Причому досить міцний зразок, здатний витримати інтенсивні вібрації в ході запуску марсохода з Землі і посадки його на Червону планету. Крім цього, необхідно, щоб цей зразок містив правильні хімічні елементи для калібрування чутливості SHERLOC на наявність биосигнатур. До радості інженерів і вчених з JPL, на допомогу прийшли Космічний центр Джонсона, а також лондонський Музей природознавства, надали зразок метеорита Sayh al Uhaymir 008 (або скорочено SaU008).

Цей метеорит був виявлений в Омані в 1999 році і виявився міцніше інших метеоритів. Його можна було розрізати на кілька частин. Таким чином, SaU008 стане першим марсіанським метеоритом, який допоможе вченим знайти ознаки життя на цій планеті. Хоча технічно він не буде першим метеоритом, який хоч і частково, але повернеться назад на свою рідну планету.

Шматочок метеорита з Марса, поміщений всередину камери отчистки зовнішніх шарів від будь-яких органічних речовин

Ця честь належить метеориту Zagami, виявленому вНігерії в 1962 році. Його частина була відправлена назад до Марса на борту космічного апарату Mars Global Surveyor (MGS) в 1999 році. Ця місія завершилася в 2007 році, тому шматочок метеорита раніше плаває десь на орбіті Червоної планети.

У доповнення до системи SHERLOC команда проекту «Марс 2020» збирається використовувати науковий інструмент SuperCam, з допомогою якого теж буде проводитися дослідження марсіанської породи. Разом з частиною метеорита SaU008 на Марс також будуть відправлені зразки деяких просунутих матеріалів. Крім того, що вони також будуть використовуватися для калібрування SHERLOC, ці матеріали планується перевірити на стійкість до марсіанської погоду і радіації. Якщо вони виявляться досить міцними для того, щоб пережити марсіанські умови, то в майбутньому їх можуть використовувати для виробництва космічних скафандрів, рукавичок і шоломів.

«Науковий інструмент SHERLOC – це одночасно цінна можливість краще підготуватися до пілотованих польотів і провести фундаментальні наукові дослідження марсіанської поверхні. Він дозволить нам перевірити матеріали, які зможуть захистити майбутніх астронавтів, які відправляться на Марс», — коментує Марк Фрайс, ще один інженер системи SHERLOC, а також куратор відділу по дослідженню позаземних матеріалів в Космічному центрі Джонсона.

З кожною новою роботизованою місією на Марс, NASA, як і інші космічні агентства, наближаються до дня, коли люди зможуть висадитися на Червону планету.