NASA отправляет нового робота на Марс
NASA отправляет нового робота-лазера на Марс. Но в отличие от лазеров научной фантастики, этот используется для изучения минералогии и химии на расстоянии до 20 футов (7 метров). Это может помочь ученым найти признаки окаменелой микробной жизни и на Красной планете.
SuperCam — один из семи инструментов на борту марсохода Mars 2020, который будет выпущен этим летом. Он был собран командой из сотен человек и упаковывает то, что обычно требует нескольких значительных единиц оборудования, в нечто большее, чем коробка для зерновых. Он запускает импульсный лазерный луч из мачты ровера или «головы», чтобы испарить небольшие участки камня на расстоянии, предоставляя информацию, которая будет иметь важное значение для успеха миссии.
Вот то, что делает робота таким особенным:
Использование лазерного луча поможет исследователям определить минералы, которые находятся вне досягаемости роботизированной руки ровера или в областях, слишком крутых для движения ровера. Это также позволит им проанализировать цель, прежде чем решить, следует ли направлять туда марсоход для дальнейшего анализа. Особый интерес представляют минералы, которые образуются в присутствии жидкой воды, такие как глины, карбонаты и сульфаты. Жидкая вода необходима для существования жизни, какой мы ее знаем, включая микробы, которые могли бы выжить на Марсе миллиарды лет назад.
Ученые также могут использовать информацию из SuperCam, чтобы решить, следует ли собирать керны для образца системы кэширования ровера. Марс 2020 будет собирать эти образцы керна в металлических трубках, в конечном итоге помещая их в заранее определенное место для будущей миссии по поиску и возвращению на Землю.
Лазерный Фокус
SuperCam, по сути, является версией следующего поколения ChemCam ровера Curiosity. Как и его предшественник, SuperCam может использовать инфракрасный лазерный луч для нагрева материала, на который он воздействует, примерно до 18 000 градусов по Фаренгейту (10 000 градусов по Цельсию) — метод, называемый лазерной спектроскопией, вызванной пробой, или LIBS — и испаряет его. Затем специальная камера может определять химический состав этих пород из создаваемой плазмы.
Так же, как и ChemCam, SuperCam будет использовать искусственный интеллект для поиска каменных целей, достойных попадания во время и после вождения, когда люди не в курсе. Кроме того, этот модернизированный искусственный интеллект позволяет SuperCam очень точно ориентироваться на мелкие каменные объекты.
Еще одна новая функция SuperCam — зеленый лазер, который может определять молекулярный состав поверхностных материалов. Этот зеленый луч возбуждает химические связи в образце и производит сигнал в зависимости от того, какие элементы связаны вместе — метод, называемый спектроскопией комбинационного рассеяния. SuperCam также использует зеленый лазер, чтобы заставить некоторые минералы и химические вещества на основе углерода излучать свет или флуоресцировать.
Минералы и органические химические вещества флуоресцируют с разной скоростью, поэтому датчик света SuperCam оснащен затвором, который может закрываться так быстро, как 100 наносекунд за раз — настолько быстро, что в него попадает очень мало фотонов света. Изменение скорости затвора (метод, называемый люминесцентной спектроскопией с временным разрешением) позволит ученым лучше определять присутствующие соединения.
Кроме того, SuperCam может использовать видимый и инфракрасный (VISIR) свет, отраженный от Солнца, для изучения минерального состава горных пород и отложений. Этот метод VISIR дополняет спектроскопию комбинационного рассеяния; каждая техника чувствительна к различным типам минералов.
Лазер с микрофоном
SuperCam включает в себя микрофон, чтобы ученые могли слушать каждый раз, когда лазер попадает в цель. Звук хлопка, создаваемый лазером, слегка изменяется в зависимости от свойств материала породы.
«Микрофон служит практической цели, рассказывая нам что-то о наших каменных целях на расстоянии. Но мы также можем использовать его для прямой записи звука марсианского пейзажа или поворота мачты ровера», — сказал Сильвестр Морис из Института исследований в Астрофизика и планетология в Тулузе, Франция.
По словам Мориса, марсоход «Марс 2020» отмечает третий раз, когда этот конкретный дизайн микрофона отправится на Красную планету. В конце 1990-х годов тот же дизайн ехал на борту «Полярного Марса», который упал на поверхность. В 2008 году в миссии Phoenix возникли проблемы с электроникой, которые не позволяли использовать микрофон.
В случае с Mars 2020 SuperCam не имеет единственного микрофона на борту ровера: микрофон входа, спуска и посадки улавливает все звуки ровера размером с автомобиль, попадающего на поверхность. Это добавит аудио к полноцветному видео, записанному камерами ровера, захватывая посадку на Марс, как никогда раньше.
Командная работа
SuperCam возглавляет Лос-Аламосская национальная лаборатория в Нью-Мексико, где была разработана корпусная часть прибора. Эта часть прибора включает в себя несколько спектрометров, управляющую электронику и программное обеспечение.
Мачтовый блок был разработан и построен несколькими лабораториями CNRS (Французский исследовательский центр) и французских университетов под заказчиком CNES (Французское космическое агентство). Калибровочные цели на палубе ровера предоставлены испанским университетом Вальядолида.
JPL строит и будет управлять операциями марсохода Mars 2020 для Управления научной миссии НАСА в штаб-квартире агентства в Вашингтоне.
