来认识一下SHERLOC——美国宇航局“毅力”火星探测器上的侦探

美国宇航局“毅力”号火星探测器

正如这幅艺术家的概念图所示,SHERLOC仪器位于美国宇航局“毅力”号火星探测车机械臂的末端。来源:美国国家航空航天局/姓名

一台名为SHERLOC的仪器将在其搭档WATSON的帮助下,通过检测有机分子和矿物质来寻找古代生命的迹象。

火星距离贝克街221B号还有很长的路要走,但小说中最著名的侦探之一将在美国国家航空航天局“毅力”号探测器将于2021年2月18日着陆。SHERLOC是探测器机械臂末端的一个仪器,它将与沃森(WATSON)相机协同工作,寻找火星岩石中的沙粒大小的线索。沃森相机将对岩石纹理进行近距离拍摄。他们将一起研究岩石表面,找出某些矿物质和有机分子的存在,这些是地球上生命的碳基基石。

SHERLOC是在美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室建造的,该实验室领导着“毅力”号任务;沃森是在圣地亚哥的马林空间科学系统公司建造的。对于最有希望的岩石,“毅力”团队将命令火星车采集半英寸宽的核心样本,储存并密封在金属管中,并将它们放在火星表面,以便在未来的任务中将它们送回地球进行更详细的研究。

SHERLOC将与“毅力”号上的其他六个仪器合作,让我们更清楚地了解火星。它甚至有助于人们制作宇航服,以便在人类踏上火星时能在火星环境中坚持下去。让我们仔细看看。

SHERLOC

SHERLOC的工程模型,是NASA“毅力”号火星探测器上的仪器。位于探测车机械臂末端的SHERLOC将帮助确定采集哪些样本,以便将它们密封在金属管中,并留在火星表面,以便将来返回地球。来源:美国国家航空航天局/姓名

拉曼的力量

SHERLOC的全名很拗口:用拉曼光谱和发光技术扫描可居住环境。“拉曼”指的是拉曼光谱学,一种以印度物理学家C.V.拉曼命名的科学技术。拉曼在20世纪20年代发现了光散射效应。

“当他乘船旅行时,他试图发现为什么海是蓝色的,”路德·比格尔说喷气推进实验室,Sherloc的主要调查员。“他意识到如果在表面上发光光束,它可以根据该表面的材料改变散射光的波长。“

这种效应称为拉曼散射。科学家可以根据它们发出的光中可见的独特光谱“指纹”来识别不同的分子。作为SHERLOC的一部分,紫外线激光将使研究小组能够对岩石中的有机物和矿物质进行分类,并了解岩石形成的环境。例如,盐水会导致与淡水不同的矿物质的形成。该团队还将寻找有机分子形式的天体生物学线索,这些线索将作为潜在的生物特征,证明yabo124火星古代存在生命。

“生活是坎坷的,”比格尔说。“如果我们看到有机物聚集在岩石的某个部分,这可能是微生物过去曾在那里繁荣过的迹象。”

非生物过程也可以形成有机物,所以检测这些化合物并不是火星上形成生命的确切迹象。但有机物对于理解古代环境是否支持生命至关重要。

Sherloc矿物地图

在NASA“毅力”号探测器上的SHERLOC拍摄的测试图像中,每种颜色代表在岩石表面检测到的不同矿物。来源:美国国家航空航天局/姓名

火星放大镜

当Beegle和他的团队发现一块有趣的岩石时,他们会用SHERLOC的激光扫描它四分之一大小的区域,以梳理出矿物成分和是否存在有机化合物。然后,WATSON(用于操作和工程的广角地形传感器)将对样本进行近距离拍摄。它还可以为“毅力”号拍摄照片,就像美国国家航空航天局的“好奇号”漫游者使用同样的相机——车上的火星手持镜头成像仪——用于科学研究和其他用途采取selfies

但如果与SHERLOC结合,WATSON可以做更多:该团队可以通过WATSON的图像精确绘制SHERLOC的发现,以帮助揭示不同的矿物层是如何形成和重叠的。他们还可以将矿物地图与来自其他仪器的数据结合起来——其中包括“恒心”号机械臂上的PIXL(行星x射线岩石化学仪器)——看看一块岩石上是否有微生物化石的迹象。yabovip2021

陨石和宇航服

任何暴露于Martian环境的科学文书都足够长的是从极端温度摇摆或来自太阳和宇宙射线的辐射来改变。科学家偶尔必须通过测量反对校准目标的读数来校准这些仪器 - 基本上,用于预先选择具有已知属性的对象以进行交叉检查目的。(例如,一分钱用作一个校准目标的好奇心。)由于他们提前了解读物应该是正确的读数,因此科学家可以相应地进行调整。

火星上的林肯·潘尼

本图像中的便士是美国宇航局火星流动福音的相机校准目标的一部分。火星手机镜头成像仪(Mahli)相机在第34个火车日,或者在MARIAN的第34天,或溶胶上的Mahli校准目标的其他形象在MARS(2012年9月9日)。信用:美国宇航局/ JPL-CALTECH / MALIN空间科学系统

SHERLOC的校准目标大约有智能手机大小,包括10个物体,其中包括1999年在阿曼沙漠发现的火星陨石样本。研究这块陨石碎片在任务过程中是如何变化的,将有助于科学家了解火星表面和大气层之间的化学相互作用。“恒心号”上的另一个仪器SuperCam也在其校准目标上放置了一块火星陨石。

虽然科学家们正在将火星的碎片送回这颗红色星球的表面,以进一步研究,但他们正指望着“毅力”收集几十个岩石和土壤样本,以便未来返回地球。漫游者收集的样本将被详尽地研究,数据来自它们形成的地形,它们将包括不同于陨石的岩石类型。

Martian Meteorite旁边是由NASA的Johnson Space Center开发的五个Spacesuit织物和头盔材料样本。Sherloc将随着时间的推移改变Martian景观,让Spacesue设计师更好地了解它们如何降级。当第一批宇航员踩到火星时,他们可能会有夏洛克致谢让他们安全的西装。

关于任务

“毅力”是一个重约2260磅(1025公斤)的机器人科学家。漫游者的天体生物学任务将寻找过去微yabo124生物生命的迹象。它将描绘这颗行星的气候和地质特征,收集样本,以便将来返回地球,并为人类探索这颗红色星球铺平道路。无论在7月17日到8月的哪一天,“毅力”都会启动。11次发射期间,它将于2021年2月18日在火星的耶泽罗陨石坑着陆。

“火星2020”(Mars 2020 Perseverance)漫游者任务是一个更大计划的一部分,该计划还包括月球任务,为人类探索这颗红色星球做准备。美国国家航空航天局负责在2024年之前将宇航员送回月球,并将通过该机构的阿尔特弥斯月球探索计划,在2028年之前在月球及其周围建立一个持久的人类存在。

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