Como visto no conceito deste artista, o instrumento SHERLOC está localizado na extremidade do braço robótico do veículo espacial Perseverance Mars da NASA.
Crédito: NASA / JPL-Caltech
Marte fica muito longe da 221B Baker Street, mas um dos detetives mais conhecidos da ficção estará representado no Planeta Vermelho depois que o rover Perseverance da NASA pousar em 18 de fevereiro de 2021. SHERLOC, um instrumento no final do braço robótico do rover , procurará pistas do tamanho de grãos de areia nas rochas marcianas enquanto trabalha em conjunto com a WATSON, uma câmera que tira fotos em close de texturas de rochas. Juntos, eles estudarão as superfícies rochosas, mapeando a presença de certos minerais e moléculas orgânicas, que são os blocos de construção da vida baseados em carbono na Terra.
O SHERLOC foi construído no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, no sul da Califórnia, que lidera a missão Perseverança; O WATSON foi construído na Malin Space Science Systems em San Diego. Para as rochas mais promissoras, a equipe do Perseverance comandará o rover a colher amostras de núcleo de meia polegada, armazená-las e selá-las em tubos de metal e depositá-las na superfície de Marte para que uma missão futura possa devolvê-las à Terra para estudo mais detalhado.
O SHERLOC trabalhará com outros seis instrumentos a bordo do Perseverance para nos dar uma compreensão mais clara de Marte. Está até ajudando o esforço para criar trajes espaciais que se manterão no ambiente marciano quando os humanos pisarem no planeta vermelho. Aqui está um olhar mais atento.
O poder de Raman
O nome completo do SHERLOC é um bocado: Digitalização de ambientes habitáveis com Raman e luminescência para produtos orgânicos e químicos. "Raman" refere-se à espectroscopia Raman, uma técnica científica em homenagem ao físico indiano CV Raman, que descobriu o efeito de dispersão da luz na década de 1920.
"Enquanto viajava de navio, ele estava tentando descobrir por que a cor do mar era azul", disse Luther Beegle, do JPL, principal investigador do SHERLOC. "Ele percebeu que se você lançar um feixe de luz em uma superfície, isso pode alterar o comprimento de onda da luz dispersa, dependendo dos materiais nessa superfície".
Esse efeito é chamado de espalhamento Raman. Os cientistas podem identificar diferentes moléculas com base na distinta "impressão digital" espectral visível na luz emitida. Um laser ultravioleta que faz parte do SHERLOC permitirá à equipe classificar orgânicos e minerais presentes em uma rocha e entender o ambiente em que a rocha se formou. A água salgada, por exemplo, pode resultar na formação de minerais diferentes da água doce. A equipe também procurará pistas de astrobiologia na forma de moléculas orgânicas que , entre outras coisas, servem como bioassinaturas em potencial, demonstrando a presença da vida no passado antigo de Marte.
Um modelo de engenharia do SHERLOC, um dos instrumentos a bordo do rover Perseverance Mars da NASA. Localizado no final do braço robótico do veículo espacial, o SHERLOC ajudará a determinar quais amostras serão coletadas para que possam ser seladas em tubos de metal e deixadas na superfície marciana para futuro retorno à Terra.
Crédito: NASA / JPL-Caltech
"A vida é desajeitada", disse Beegle. "Se vemos orgânicos se agrupando em uma parte de uma rocha, pode ser um sinal de que os micróbios prosperaram lá no passado".
Os processos não biológicos também podem formar produtos orgânicos, portanto, detectar os compostos não é um sinal claro de que a vida se formou em Marte. Mas produtos orgânicos são cruciais para entender se o ambiente antigo poderia ter sustentado a vida.
Uma lupa marciana
Quando Beegle e sua equipe descobrem uma rocha interessante, eles digitalizam uma área do tamanho de um quarto com o laser do SHERLOC para provocar a composição mineral e a presença de compostos orgânicos. Em seguida, o WATSON (sensor topográfico de grande angular para operações e e-engenharia) captura imagens em close da amostra. Ele também pode capturar imagens da Perseverance, assim como o rover Curiosity da NASA usa a mesma câmera - chamada Mars Hand Lens Imager naquele veículo - para a ciência e para tirar selfies.
Mas combinado ao SHERLOC, o WATSON pode fazer ainda mais: a equipe pode mapear com precisão as descobertas do SHERLOC sobre as imagens do WATSON para ajudar a revelar como as diferentes camadas minerais se formam e se sobrepõem. Eles também podem combinar os mapas minerais com dados de outros instrumentos - entre eles, o PIXL (instrumento planetário de litoquímica de raios-X) no braço robótico da Perseverance - para ver se uma rocha pode conter sinais de vida microbiana fossilizada.
Meteoritos e trajes espaciais
Qualquer instrumento científico exposto ao ambiente marciano por tempo suficiente está sujeito a mudanças, seja pelas variações extremas de temperatura ou pela radiação do Sol e dos raios cósmicos. Os cientistas ocasionalmente precisam calibrar esses instrumentos, o que eles fazem medindo suas leituras em relação aos alvos de calibração - essencialmente, objetos com propriedades conhecidas selecionadas previamente para fins de verificação cruzada. (Por exemplo, um centavo serve como um alvo de calibração a bordo do Curiosity.) Como eles sabem com antecedência quais devem ser as leituras quando um instrumento está funcionando corretamente, os cientistas podem fazer os ajustes necessários.
Nesta imagem de teste do SHERLOC, um instrumento a bordo do rover Perseverance da NASA, cada cor representa um mineral diferente detectado na superfície de uma rocha.
Crédito: NASA / JPL-Caltech
Do tamanho de um smartphone, o alvo de calibração do SHERLOC inclui 10 objetos, incluindo uma amostra de meteorito marciano que viajou para a Terra e foi encontrado no deserto de Omã em 1999. Estudar como esse fragmento de meteorito muda ao longo da missão ajudará os cientistas entender as interações químicas entre a superfície do planeta e sua atmosfera. O SuperCam, outro instrumento a bordo do Perseverance, também possui um pedaço de meteorito marciano em seu alvo de calibração.
Enquanto os cientistas estão retornando fragmentos de Marte de volta à superfície do Planeta Vermelho para continuar seus estudos, eles contam com a Perserverance para coletar dezenas de amostras de rocha e solo para futuro retorno à Terra. As amostras que o veículo espacial coletar serão exaustivamente estudadas, com dados da paisagem em que se formaram e incluirão tipos de rochas diferentes dos meteoritos.
Ao lado do meteorito marciano estão cinco amostras de tecido de traje espacial e material de capacete desenvolvido pelo Johnson Space Center da NASA. O SHERLOC fará leituras desses materiais à medida que mudam na paisagem marciana ao longo do tempo, dando aos designers de roupas espaciais uma melhor idéia de como eles se degradam. Quando os primeiros astronautas vão para Marte, eles podem pedir ao SHERLOC pelos fatos que os mantêm seguros.
Sobre a Missão
A perseverança é um cientista robótico que pesa cerca de 1.025 kg. A missão de astrobiologia do veículo espacial buscará sinais de vida microbiana passada. Caracterizará o clima e a geologia do planeta, coletará amostras para futuro retorno à Terra e abrirá o caminho para a exploração humana do Planeta Vermelho. Não importa em que dia a Perseverance seja lançada entre 17 de julho e agosto. No período de 11 de lançamento, aterrará na Cratera Jezero de Marte em 18 de fevereiro de 2021.
A missão do rover Mars 2020 Perseverance faz parte de um programa maior que inclui missões na Lua como uma maneira de se preparar para a exploração humana do Planeta Vermelho. Encarregada de retornar astronautas à Lua até 2024, a NASA estabelecerá uma presença humana sustentada na Lua e em torno dela até 2028 através dos planos de exploração lunar Artemis da agência.
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