Vozítko Perseverance ještě několik měsíců poletí meziplanetárním prostorem a pak na něj čeká složité přistání na Marsu, ke kterému by mělo dojít 18. února 2021. Pokud se všechno podaří, bude moci zahájit svou vědeckou misi, při které má pátrat po stopách mikroskopických forem života, které na Marsu mohly existovat před několika miliardami let. Za tímto účelem je rover vybaven třeba přístrojem PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), přesným zařízením, které k vědeckému výzkumu používá rentgenové záření a také umělou inteligenci.

PIXL bychom našli na konci dvoumetrové robotické paže, která bude mít celou řadu úkolů – má třeba odebírat jádrové vzorky těch nejcennějších hornin, které pak uloží do speciálních pouzder určených k budoucí dopravě na Zemi. Prakticky všechny mise, které úspěšně přistály na Marsu (od landerů Viking po rover Curiosity), byly vybaveny nějakým rentgenovým fluorescenčním spektrometrem. PIXL se od těchto předchůdců liší v několika ohledech – jedním z velkých rozdílů je skutečnost, že umí skenovat kameny s pomocí výkonného, přesně zaměřeného rentgenového paprsku. Díky tomu je schopen určit kde a v jakém množství jsou na povrchu rozloženy jednotlivé sloučeniny.

„Rentgenový paprsek přístroje PIXL je tak úzký, že dokáže rozlišit i útvary o velikosti zrnka soli. To nám umožňuje velmi přesně najít souvislosti mezi detekovanými sloučeninami a specifickými texturami hornin,“ říká Abigail Allwood, hlavní vědecká pracovnice přístroje PIXL z kalifornské JPL. Právě textury kamenů mohou být pro vědce rozhodujícím faktorem při rozhodování, které vzorky si zaslouží dopravu na Zemi. Na naší planetě známe výrazně zvrásněné balvany, kterým se říká stromatolity. O jejich vznik se postaraly vrstvy dávných bakterií a jde o jeden z příkladů, jak mohou vypadat zkameněliny dávného života, které vědci hledají.

Aby vědci mohli vybrat ty nejlepší cíle, nemá přístroj PIXL excelovat pouze tím, že má přesný rentgenový paprsek. Potřebuje také zařízení zvané hexapod – šestinohou konstrukci, která spojuje přístroj PIXL s robotickou paží. Pohyb nohou hexapodu přitom ovládá umělá inteligence, která se snaží, aby přístroj mířil co nejpřesněji. Jakmile se paže přiblíží k vědecky zajímavému kameni, PIXL využije kameru a laser k výpočtu vzdálenosti. Nohy hexapodu pak drobnými pohyby (s přesností na 100 mikrometrů – tloušťka dvou lidských vlasů) zajistí, že přístroj dokáže naskenovat svůj cíl a zmapuje chemické látky na ploše srovnatelné s poštovní známkou.

„Hexapod sám určí, jak má natáhnout kterou nohu, aby se PIXL dostal ještě blíže k cílovému kameni,“ říká Allwood a dodává: „Je to něco jako malý robot, který se usídlil na konci robotické paže roveru.“ PIXL poté bude měřit rentgenové paprsky z desetisekundového pulsu, který bude mířit do jednoho místa kamene. Poté se přístroj nakloní o 100 mikrometrů a proběhne další měření. K vytvoření chemické mapy výše uvedené plošky s rozměry poštovní známky bude potřeba provést tuto činnost několiktisíckrát, což zabere zhruba osm až devět hodin.

Právě kvůli dlouhému času sběru dat jsou mikroskopické pohyby přístroje tak důležité. Teplota na Marsu se během dne může změnit o více než 38°C, což způsobí, že dvoumetrová robotická paže vozítka změní rozpínáním a smršťováním svou délku o 13 milimetrů! Aby se tyto problémy s tepelnou roztažností minimalizovaly, bude PIXL svá měření provádět v noci, kdy je Slunce pod obzorem. „PIXL je noční sova,“ říká Allwood a dodává: „V noci jsou teploty stabilnější a my navíc můžeme pracovat v době, kdy je na roveru méně činností.“

Dávno předtím než se rentgenová fluorescenční spektrometrie dostala na Mars, ji používali pozemští geologové a metalurgové k identifikaci minerálů. Dokonce se tato metoda stala standardem v muzejní praxi při zjišťování původu maleb či detekci padělků. „Když víte, že daný umělec typicky používal určitou titanovou bělobu s unikátním chemickým složením těžkých kovů, může takový nález pomoci ověřit pravost malby,“ říká Chris Heirwegh, expert na rentgenovou fluorescenční spektrometrii z JPL, který je součástí týmu kolem přístroje PIXL a dodává: „Taky můžete určit, zda konkrétní typ barvy pochází spíše z Itálie či Francie, takže je možné spojit malbu s určitou skupinou umělců z daného období.“

Pro astrobiology je tato metoda klíčem ke čtení příběhů napsaných v dávné minulosti. Allwood používala rentgenovou fluorescenční spektrometrii ve své rodné Austrálii a díky tomu se jí podařilo potvrdit, že tamní stromatolity patří mezi nejstarší mikrobiální fosilie na Zemi – jsou staré zhruba 3,5 miliardy let. Zmapování chemického složení textur kamenů pomocí přístroje PIXL poskytne vědcům náznaky, zda by daný vzorek nemohl být fosilií dávných mikroorganismů.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia24093-1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia24093-1041.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia24094-1041.gif
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia24095-1041.jpg