„Detektiv“ v roveru Perseverance

Mars a londýnská adresa 221B Baker Street jsou od sebe pořádně daleko – nejen z hlediska vzdálenosti, ale odlišují se snad ve všech možných faktorech. Přesto se dá najít jedna spojnice mezi těmito zdánlivě nesouvisejícími místy. Na Mars totiž s roverem Perseverance zamíří přístroj pojmenovaný po nejznámějším fiktivním detektivovi. SHERLOC je zařízení na konci robotické paže nového amerického vozítka, které bude analyzovat drobná zrnka písku. Při této činnosti mu bude pomáhat WATSON, kamera, která zvládne pořídit detailní snímky textur kamenů. Společně pak tahle dvojice prostuduje povrchy kamenů, zmapuje přítomnost některých minerálů a organických molekul, které na zemi představují základní kameny života.

Přístroj SHERLOC instalován na otočnou hlavici robotické paže

Přístroj SHERLOC instalován na otočnou hlavici robotické paže.
Zdroj: https://pbs.twimg.com

SHERLOC postavili experti z Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii, kde vznikal i samotný rover Perseverance. O WATSON se postarali specialisté z Malin Space Science Systems v San Diegu. Speciální tým bude vyhodnocovat vědeckou atraktivitu různých kamenů a ty nejzajímavější se dočkají odběru vzorku jádrovým vrtákem, který bude uložen do speciálních hermeticky těsných pouzder, která budou uložena na povrch Marsu, kde je sebere příští mise a dopraví na Zemi.

Inženýrský model přístroje SHERLOC.

Inženýrský model přístroje SHERLOC.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Přístroj SHERLOC má spolupracovat s dalšími šesti palubními přístroji, aby pomohl vědcům na Zemi lépe porozumět situaci na Marsu. Jak jsme psali už v dřívějším článku, díky tomuto přístroji navíc bude možné navrhnout skafandry, které by zvládly odolávat podmínkám na Marsu, až se jednou lidé vydají k rudé planetě. Jelikož je název SHERLOC psán velkými písmeny, je jasně patrné, že se jedná o zkratku. Celý název zní Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals.

V názvu se objevuje slovo Raman, které odkazuje na Ramanovu spektroskopii, což je vědecká technika pojmenovaná po indickém fyzikovi C. V. Ramanovi, který ve dvacátých letech dvacátého století objevil tento proces světelného rozptylu. „Když cestoval lodí, položil si otázku, proč má moře modrou barvu a snažil se na to přijít,“ vysvětluje Luther Beegle z JPL, hlavní vědecký pracovník přístroje SHERLOC a pokračuje: „Zjistil, že když zasvítíte svazkem světla na povrch, může tím dojít ke změně vlnové délky rozptýleného světla v závislosti na materiálu, který je na onom povrchu.

Testovací snímek z přístroje SHERLOC. Každá barva představuje jiný minerál přítomný ve vzorku.

Testovací snímek z přístroje SHERLOC. Každá barva představuje jiný minerál přítomný ve vzorku.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Tento efekt se dnes nazývá Ramanův jev (či Ramanův rozptyl). Vědci díky tomu mohou identifikovat různé molekuly podle jejich specifického „otisku prstu“ v rozptýleném světle, který je pro danou molekulu charakteristický. Ultrafialový laser, který je součástí přístroje SHERLOC umožní vědcům klasifikovat organické látky a minerály přítomné na povrchu kamenů a tím lépe porozumět prostředí, ve kterém kameny vznikaly a existovaly. Například taková slaná voda vede ke vzniku jiných minerálů než voda sladká. Vědci se také těší na náznaky související s astrobiologií v podobě organických molekul, které (kromě jiného) mohou sloužit jako biosignatury, tedy prokázat přítomnost života na Marsu v dávné minulosti.

SHERLOC - letový exemplář.

SHERLOC – letový exemplář.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

Život se rád shlukuje,“ říká Luther Beegle a dodává: „Pokud uvidíme na jedné části kamene shluk organických molekul, může to být známka toho, že tam kdysi dávno třeba prosperovala mikrobiální kolonie.“ Nebiologické procesy ale mohou také vytvářet organické látky, takže samotná detekce těchto sloučenin není jistým důkazem, že na Marsu byl život. Organické látky jsou však důležité pro porozumění, zda dávné podmínky na této planetě mohly podporovat život.

Když Beegle a jeho tým najdou na fotkách zajímavý kámen, provedou nejprve skenování jeho povrchu laserem přístroje SHERLOC – ten zmapuje oblast o velikosti běžné mince. Výsledkem bude zhodnocení minerálního složení a určení, zda jsou zde organické látky přítomny nebo ne. WATSON (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) pak pořídí detailní fotky povrchu. Jeho fungování v mnoha ohledech připomíná kameru MAHLI (Mars Hand Lens Imager) z vozítka Curioisty.

Vybrané organické látky a jejich „otisky prstů“ - jak se projeví ve spektru při analýze.

Vybrané organické látky a jejich „otisky prstů“ – jak se projeví ve spektru při analýze.
Zdroj: https://d3i71xaburhd42.cloudfront.net/

Pokud však SHERLOC a WATSON spojí své síly, zvládnou toho ještě více. Tým může přesně porovnat mapu měření, kterou udělá SHERLOC a snímky z WATSONa. Díky tomu bude možné lépe odhalit, jak vznikaly různé vrstvy minerálů a jak se překrývají. Bude také možné zkombinovat minerální mapy s daty z jiných přístrojů – jde třeba o přístroj PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), který se také nachází na robotické paži vozítka Perseverance. Díky této spolupráci bude možné určit, zda může daný kámen obsahovat stopy dávného mikrobiálního života.

Závěrem ještě připomeneme to, co jsme již nakousli a čemu se podrobně věnuje již dříve vydaný článek. Všechny vědecké přístroje, které jsou dlouhodobě vystaveny prostředí na povrchu Marsu jsou náchylné ke změnám. Ať už jde o vliv výrazných výkyvů teplot, či kosmické záření. Vědci proto musí občas přístroje zkalibrovat, což se dělá pomocí snímání kalibračních terčů. V podstatě jde o objekty s dobře známými vlastnostmi, které byly již v předstihu vybrány k tomuto ověřování. Curiosity třeba kromě jiných kalibračních terčů používá i americkou penci. Jelikož se už dopředu ví, jak předmět vypadá, tak víme, jaké by měly být jeho snímky. Stačí tedy čas od času pořídit kontrolní snímek a podle toho se pozná, zda přístroj stále pracuje správně. Pokud dojde k odchylce od normálu, mohou vědci přijmout příslušná opatření.

Kalibrační terč přístroje SHERLOC má rozměry srovnatelné s mobilním telefonem a tvoří jej deset objektů včetně meteoritu z Marsu, který dopadl na Zemi a našel se v roce 1999 v ománské poušti. Sledováním, jak se tento kousek mění v průběhu mise, pomůže vědcům porozumět chemickým interakcím mezi povrchem planety a atmosférou. Jiný kousek marsovského meteoritu má ve svém kalibračním terčíku i SuperCam, tedy další vědecký přístroj na Perseverance.

Letový model kalibračního terče přístroje SHERLOC.

Letový model kalibračního terče přístroje SHERLOC.
Zdroj: https://www.hou.usra.edu

Je tedy stylové, že vozítko, které má odebrat vzorky Marsu určené k dopravě na Zemi s sebou na Mars dopravilo část hornin, které pochází právě z rudé planety. Vzorky z Marsu budou pečlivě studovány a vědci při vyhodnocování jejich rozborů využijí také informace o krajině, ve které vznikaly a také budou obsahovat jiné typy hornin, než jaké najdeme v meteoritech.

Vedle vzorku meteoritu z Marsu najdeme pět kousků látek pro skafandry a materiálu pro helmy, které vyvinuli odborníci z Johnsonova střediska. SHERLOC má sledovat, jak se tyto vzorky mění v průběhu času v drsných podmínkách rudé planety. Návrháři skafandrů tak budou mít lepší představu o tom, jak tyto látky postupně degradují. Až se tedy jednou na Marsu projdou první lidé, budou moci poděkovat mimo jiné právě i SEHRLOCovi za bezpečné skafandry.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sherloc-16.jpg
https://pbs.twimg.com/media/D_t33EQUIAACsvC.jpg:large
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23894-1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23895-16.jpg
https://upload.wikimedia.org/…/PIA23621-Mars2020Rover-SHERLOC-20200220.jpg
https://d3i71xaburhd42.cloudfront.net/…/4-Figure4-1.png
https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/2717.pdf

Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

4 komentáře ke článku “„Detektiv“ v roveru Perseverance”

  1. Vaclav napsal:

    Zhruba za Měsíc budou vrcholit přípravy na start flotily sond k Marsu. Podíval jsem se do historie jak dopadly starty. Rozdělil jsem je do dvou údobí. První do roku 1975 do dokončení základního výzkumu, který vyvrcholil přistáním amerických Vikingů. Druhé od roku 1988, po třináctileté pauze po zklamání po nenalezení E.T.. Ruské počty jsou přibližné, neb oni důsledně v prvním období tajili své neúspěchy.
    Na kosmodromech čekalo na start celkem 47 misí vč. jedné čínské na ruské raketě. Z toho 30 v prvním a 17 druhém období.
    První sondy čekaly na start v Rusku v roce 1960, v Americe v roce 1964, v Japonsku v roce 1998, v Evropě v roce 2003, čínská na ruské raketě v roce 2011 a indická v roce 2013.
    Odletělo funkčních 33 misí ze 47, tj. 70%. v prvním období 14 z 35, tj. 40%. V prvním období odletělo Rusku 8 ze 17, tj. 47% a v Americe 6 z 8, tj. 75%. V druhém období odletělo 18 misí z 22, tj. 81%. V Rusku odletěly 2 mise ze 4, tj. 50%, americké, evropské, japonské a indické mise odletěly všechny. Čínská na ruské raketě neodletěla.
    Statistiky kazí Rusko, jehož /ne/úspěšnost v obou obdobích kolem pouhých 50%, je tragická.
    V této souvislosti se jeví umístění ExoMarsu na ruskou raketu jako vysoce riskantní.
    Snad to bude někoho zajímat, jinak to smažte jako spam.

  2. Jiny Honza napsal:

    Takhle originální vysvětlení Ramanovy spektroskopie jsem ještě nečetl.
    🙂

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.