Že je Mars rover 2020 napěchován zajímavými vědeckými přístroji už od nás víte z předchozích článků o této sondě. O tom, že spektrometr SHERLOC bude tak trochu lupou forenzního detektiva, hledajícího organické stopy na “místě činu” jsme psali tady. Z tohoto zdroje už také víte, že součástí  SHERLOCa je i kalibrační terč, obsahující různé materiály, mezi nimiž je též kousek Marsovského meteoritu, který se při této misi vrátí na svou domovskou planetu. Dnes se podrobněji podíváme na to, jak kalibrační terč SCT (SHERLOC Calibration Target) přesně vypadá a jaké rozličné materiály vlastně obsahuje. K integraci měřicí aparatury SHERLOCa na otočnou hlavici robotické paže došlo v polovině července tohoto roku a v současné době podstupuje rozličné testy v rámci celé sestavy už téměř dokončeného roveru.

Na tomto snímku výše je vidět sestava STA (SHERLOC Turret Assembly) po montáži na tělo mohutné vrtačky pro odběr jádrových vzorků. Je to ta bílá skříňka složitého tvaru se dvěma objektivy v horní části obrázku. Vlevo je objektiv doplňkové širokoúhlé kamery WATSON, objektiv vpravo patří fluorescenčnímu Ramanovu spektrometru SHERLOC.

Samotný kalibrační terč SCT je uchycen ve třech bodech na víceramenné konzoli na čelní straně vozítka, kde má zajištěnu optimální polohu pro provádění kalibračních měření spektrometru SHERLOC pomocí všech dílčích terčíků. SCT navrhla a vyrobila Výzkumně-vědecká divize ARES pro stadium astromateriálů v Johnsonově kosmickém středisku (JSC).

SCT má rozměry 150 x 89 x 33 mm a hmotnost 0,437 kg. Jak je patrné z dalšího snímku, kalibrační terč má 10 individuálních terčíků ve dvou řadách po pěti. Šest z nich má kruhový tvar o průměru 20 mm a obsahují pevné materiály. Zbývající 4 okénka čtvercového průřezu 20 x 20 mm obsahují měkké materiály, uvažované pro vyvíjenou generaci nových skafandrů. Uvnitř SCT je malá topná souprava, která má ohřevem třech terčíků snížit riziko jejich kontaminace jemným prachem. Jednotlivé vzorky a podsestavy jsou uvnitř SCT upevněny  pomocí stlačených vlnových pružin.

Materiály kalibračních terčů:

Horní řada pěti terčíků, používaná pro kalibraci SHERLOCa, slouží k určení Ramanovské a fluorescenční spektrální přesnosti, reakční křivky, odrazu okolního světla, spektrálnímu mapování a kontrole parametrů laseru. Spodní řada terčů obsahuje vybrané materiály pro výrobu skafandrů, které zároveň slouží jako kalibrační terče. Následující seznam popisuje materiály a případně funkci každého z nich (pořadí odpovídá číslování v obrázku s roverem):

1. Safírové sklo s povlakem AlGaN (264 nm)
2. Difusní diffuser (neprůhledné křemenné sklo)
3. Plátek Marsovského meteoritu (SAU008,13)
4. Terč pro měření intensity (kruhové bludiště na křemenném skle)
5. Safírové sklo s povlakem AlGaN (340 nm)
6. a) Polykarbonát pro hledí přilby skafandru, b) geocachingová mince (potisk na opálové sklo pod 6a)
7. Vectran (měkký material skafandru)
8. Orthofabric (měkký material skafandru)
9. Teflon (měkký material skafandru)
10. Potahovaný Teflon (měkký material skafandru)

Tři terčíky mají zároveň unikátní výukové a propagační účely. Uříznutý vzorek marsovského meteoritu (a) Sayh al Uhaymir 008 (SaU008), který byl nalezen v roce 1999 v Ománu, bude představovat první kousek Marsu, který se vrátí zpět na jeho povrch. Terčík pro měření intenzity osvětlení (b) obsahuje složité kruhové bludiště se siluetou detektiva v jeho středu a průhledný polykarbonát pro hledí přilby skafandru za sebou ukrývá unikátní Geocachingovou minci se jménem, odkazujícím na adresu fiktivního románového detektiva (c).

Vybrané materiály budoucích skafandrů představují unikátní materiálový experiment, připravený ve spolupráci s Laboratoří pro pokročilé skafandry v JSC. Pilotované mise na Mars si v budoucnu mohou vyžádat radikální změnu v přístupu ke konstrukci skafandrů pro pohyb ve vnějším prostředí. Hlavní výzvou je správně vyvážit robustnost jejich konstrukce, aby vydržela opakované použití pod vlivem UV záření bez ztráty mechanické pevnosti a zároveň aby vysokou tuhostí neomezovala svého nositele v pohybu. Tento experiment na SCT umožní unikátní spektrální a pozorovací analýzu degradace materiálu skafandrů přímo in-situ, v prostředí na povrchu Marsu. Paralelně k tomuto experimentu budou totožné vzorky testovány v pozemní laboratoři se simulovaným prostředím Marsu, kde budou zkoumány postupné chemické změny látek v korelaci s mechanickou pevností.

Montáž SCT proběhla v uzavřené laboratoři se standardem nejvyšší čistoty ISO Class 5 s nepřetržitě monitorovaným obsahem částic, organických i anorganických molekul v atmosféře. V lednu 2019 tam byla dokončena montáž tří exemplářů SCT a to Technologický model (EM), Letový model (FM) a Letová záloha (FS). Exemplář EM byl použit pro kontrolu sestavení s protikusem a jako hmotnostní simulátor při dynamických testech. Později sestavený čtvrtý exemplář SCT bude sloužit jako tzv. Kurátorský model (CM), který bude uložen v JSC spolu s dalšími komponenty vozítka Mars 2020 jako referenční vzorek pro budoucí analýzu. Pouze modely FM a FS obsahují části Marsovského meteoritu, modely EM a CM mají na jeho místě vzorek pozemského bazaltu.

Exempláře FM a FS v laboratoři JSC pro testování energetických systémů úspěšně prošly testy náhodných vibrací a rázových zkoušek ve všech osách. Poté absolvovaly funkční zahřívací testy, vizuální inspekci, testy snímkování ve vysokém rozlišení, termálně-vakuové testy a splnily tím požadavky na odolnost při velmi vysokých teplotách. Jsou připraveny k cestě na Mars.

Zdroje informací:
https://www.hou.usra.edu/
https://www.hou.usra.edu/
https://microdevices.jpl.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2019/pdf/2717.pdf
https://pbs.twimg.com/media/D_t33EQUIAACsvC.jpg:large